Refrigeracion Solar.pdf
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Documento1: Memoria
Índice MEMORIA DESCRIPTIVA .................................................................................................... 7
1. Introducción .................................................................................................................. 8
2. Motivación del proyecto ............................................................................................. 10
3. Datos de partida .......................................................................................................... 14
3.1. Emplazamientos .................................................................................................. 14
3.2. Demanda térmica ................................................................................................ 15
4. Descripción general de la instalación ......................................................................... 16
5. Elementos que componen la instalación ..................................................................... 18
5.1. Captación solar ................................................................................................... 18
5.2. Sistema de enfriamiento por absorción ............................................................... 34
5.3. Sistema auxiliar de calentamiento ...................................................................... 43
6. Resumen análisis económico ...................................................................................... 47
7. Resumen de presupuesto ............................................................................................. 50
CÁLCULOS ........................................................................................................................... 51
1. Introducción ................................................................................................................ 52
2. Demanda energética .................................................................................................... 52
3. Captación solar ........................................................................................................... 53
4. Sistema de enfriamiento por absorción ....................................................................... 79
5. Sistema auxiliar de calentamiento .............................................................................. 90
ESTUDIO ECONÓMICO ...................................................................................................... 95
1. Introducción ................................................................................................................ 96
2. Consideraciones iniciales .......................................................................................... 978
3. Definición de las variables ........................................................................................ 100
4. Definición de los escenarios ..................................................................................... 107
5. Estudio de viabilidad ................................................................................................ 112
6. Análisis de alternativas ............................................................................................. 141
7. Conclusiones ............................................................................................................. 143
ANEXOS .............................................................................................................................. 144
1. Introducción .............................................................................................................. 145
2. Necesidades energéticas ........................................................................................... 145
3. Listado de programas ................................................................................................ 160
4. Gráficas ..................................................................................................................... 163
5. Características de los fluidos .................................................................................... 169
6. Características técnicas de los equipos ..................................................................... 177
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 203
Índice de Figuras
Figura 1 Emisiones de carbono por sectores generadas por la combustión de combustibles
fósiles en 2004 .......................................................................................................................... 8
Figura 2 Compromisos de los países de la Unión Europea (Protocolo de Kioto).
Desviaciones en % de las emisiones de 1990 ......................................................................... 11
Figura 3 Evolución de las emisiones de GEI en España y senda del cumplimiento del P.K .. 12
Figura 4 Esquema de la instalación ........................................................................................ 16
Figura 5 Esquema de acumuladores con serpentín interior .................................................... 23
Figura 6 Proporciones de anticongelante para evitar congelación del fluido ......................... 29
Figura 7Esquema del ciclo de simple efecto .......................................................................... 79
Figura 8 Disposición constructiva de una máquina de absorción de agua/bromuro de litio de
simple efecto con dos recipientes ........................................................................................... 81
Figura 9 Ciclo de absorción en la vivienda ............................................................................. 86
Figura 10 Ciclo de absorción en el centro multiusos .............................................................. 88
Figura 11Mapa de situación de las centrales nucleares en activo y desmanteladas en España
.............................................................................................................................................. 110
Índice de Tablas
Tabla 1 Datos técnicos de los colectores de tubo de vacío ..................................................... 21
Tabla 2 Datos técnico de los acumuladores utilizados ........................................................... 26
Tabla 3 Datos técnico de la máquina de absorción YAZAKi ................................................. 40
Tabla 4 Datos técnico de la máquina de absorción THERMAX ............................................ 41
Tabla 5 Datos técnico de la torre de refrigeración en la vivienda .......................................... 42
Tabla 6 Datos técnicos de la torre de refrigeración en el centro de mayores ......................... 43
Tabla 7 Datos técnicos de la caldera de biomasa en la vivienda ............................................ 45
Tabla 8 Datos técnicos de la caldera de biomasa en el centro de mayores ............................. 46
Tabla 9 Resumen estudio económico vivienda unifamiliar .................................................... 48
Tabla 10 Resumen estudio económico de centro multiusos ................................................... 49
Tabla 11 Resultados ciclo absorción vivienda ........................................................................ 87
Tabla 12 Resultados ciclo de absorción en centro de mayores ............................................... 89
Tabla 13Comparativa de los precios de electricidad con Europa ......................................... 101
Tabla 14 Evolución tasa de inflación .................................................................................... 106
Índice de gráficas
Gráfica 1Peso de los componentes de la instalación sobre el presupuesto dela vivienda 98
Gráfica 2 Peso de los componentes de la instalación en el presupuesto del CM 99
Gráfica 3Evolución del precio de la electricidad en los hogares 101
Gráfica 4 Evolución de los precios de la electricidad y la predicción 102
Gráfica 5Evolución histórica del precio de la luz y del pool 102
Gráfica 6 Variación de los costes de la factura eléctrica (1997-2009) 103
Gráfica 7Evolución precio petróleo 104
Gráfica 8 Evolución IPC anual desde 1941 hasta 2007 104
Gráfica 9 Evolución IPC general del 1967 hasta 2010 con predicción 105
Gráfica 10 Evolución precio de los cereales y su predicción 105
Gráfica 11 Definición de déficit tarifario 108
Gráfica 12 Evolución del déficit y de la deuda acumulada si no se actúa 109
Gráfica 13 Evolución años hidrológicos 111
Gráfica 14 Evolución pluviometría en España desde 1989 hasta 2006 111
Gráfica 15 Evolución de la producción de cáscara de almendra en Murcia 112
Gráfica 16 Precio en Libras esterlinas de las energías mediante calefacción de distrito 142
MEMORIA
DESCRIPTIVA
Memoria 8
1. Introducción
En todos los países desarrollados del primer mundo hay dos temas que ocupan a diario los
titulares de los periódicos y preocupan a la vez a ciudadanos y políticos:
El continuo encarecimiento, la aparente escasez y el posible agotamiento de los recursos
energéticos no renovables.
La contaminación atmosférica y el cambio climático ocasionados por el empleo de los
combustibles fósiles como principal fuente energética.
Figura 1 Emisiones de carbono por sectores generadas por la combustión de combustibles fósiles en 2004
La creciente demanda energética mundial junto con la coincidencia paulatina de que el
consumo de combustibles fósiles debe moderarse ha llevado a una constante búsqueda de
soluciones para disminuir el consumo de los mismos así como a potenciar las tecnologías
basadas en energías renovables. Además de esto la creciente preocupación del medio
ambiente ha impulsado más todavía las investigaciones energéticas para intentar reducir las
emisiones de CO2. Por todo esto el enfoque antiguo de utilizar cualquier cantidad de
Memoria 9
recursos para llevar a cabo una actividad ya no es viable y las industrias hace tiempo que se
centran en encontrar nuevas formas de mejorar el aprovechamiento energético. En definitiva
se trata de encontrar una forma de desarrollo sostenible para el hombre.
Cuando hablamos de tecnologías de generación de frío con energía solar, nos estamos
refiriendo a un conjunto muy amplio de diferentes tecnologías que nos pueden permitir
obtener un efecto frigorífico a partir de la radiación solar. Los sistemas de refrigeración por
absorción requieren energía térmica para su accionamiento; esta energía térmica se podría
obtener de la radiación solar por un sistema de colectores, ya sean planos o de vacío.
La energía solar se presta bastante bien para impulsar sistemas de refrigeración por absorción
ya que en estos sistemas la cantidad de energía mecánica necesaria para mover el equipo es
mínima y se requiere principalmente de una fuente de energía térmica para su
funcionamiento.
Memoria 10
2. Motivación del proyecto
El impacto que provocan nuestras acciones sobre el medio ambiente ha sido observado con
preocupación durante las dos últimas décadas. La mayor parte de la energía que se
proporciona para nuestras industrias, viviendas... se obtiene con el efecto secundario del
perjuicio a nuestro planeta. Ante esta situación, los ingenieros han respondido desarrollando
nuevas alternativas, o perfeccionando técnicas que ya existían para obtener una eficiencia
energética aun mayor. En el caso del proyecto que se va a llevar a cabo, se siguen ambos
caminos.
Además en el protocolo de Kioto de diciembre de 1997, un acuerdo internacional para la
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en 38 países industrializados, obliga a
estos países a reducir en el período 2008-2012 sus emisiones conjuntas de seis gases (CO2,
CH4, N2O, carburos perfluorados (PFC), carburos hidrofluorados (HFC) y hexafluoruro de
azufre) en un 5,2 % respecto de las del año 1990. Esta reducción tiene proporciones
diferentes según la región o país. Así, la Unión Europea: asumió una reducción conjunta del
8%, objetivo que redistribuyó entre sus países miembros, aplicando el principio de carga
compartida y asignando a España, por ejemplo, un aumento máximo del 15%. Para los
EE.UU el objetivo se fijó en una reducción del 7% y del 16% para Japón. Ucrania, la
Federación Rusa y Nueva Zelanda se comprometieron a mantener sus emisiones al nivel de
1990. El Protocolo no estableció, en una primera fase, obligaciones a los países en
desarrollo, dadas sus reducidas emisiones por habitante.
El Protocolo de Kioto entró en vigor el 16 de febrero de 2005. Los acuerdos de la COP11-
MOP1 celebrada en Montreal contemplan nuevos compromisos para después de 2012,
obligatorios para todos los países industrializados y voluntarios para los países en desarrollo.
El Protocolo de Kioto permito que los países industrializados puedan vender y comprar entre
ellos derechos de emisión, tomando como referencia base el año 1990. Así mismo, incluye
otros mecanismos de flexibilidad como el Mecanismo de Desarrollo Limpio que posibilita
Memoria 11
que los países en desarrollo a través de iniciativas de inversión y transferencia tecnológica en
proyectos de desarrollo limpio que consigan reducciones adicionales de las emisiones en
dichos países.
Figura 2 Compromisos de los países de la Unión Europea (Protocolo de Kioto). Desviaciones en % de las
emisiones de 1990
La Figura 1 muestra el trato aparentemente generoso otorgado a España por la UE al permitir
aumentar las emisiones en un 15%, mientras que la mayoría de los países (y la UE en su
conjunto) debían reducirlas. Ese aumento ha probado ser insuficiente ya que la evolución
constantemente al alza de las emisiones ha superado ampliamente esas previsiones. Es
posible que el crecimiento de las emisiones por encima de nuestros compromisos haya sido
el resultado inevitable del desarrollo económico, aunque también es posible que los
sucesivos gobiernos no hayan prestado una atención prioritaria a su evolución, primando el
desarrollo económico sobre la preocupación por el cambio climático.
De hecho, hasta 2006 la tendencia de las emisiones fue de un crecimiento acelerado con un
alejamiento progresivo del objetivo fijado. Sólo en 2006 una favorable coyuntura en el sector
Memoria 12
de generación eléctrica de origen nuclear permitió una modesta reducción del 2,7% respecto
a los niveles del 2005. Esta coyuntura, que no es fácil que se repita en los próximos años
(especialmente teniendo en cuenta el parón nuclear), no se ha repetido en 2007. Actualmente
se estima que la tendencia cambió nuevamente al alza en 2007 con un aumento superior al
1% respecto de las emisiones del 2006.
La figura 2 da por buenas estas últimas estimaciones y muestra la tendencia para los años
2008, 2009 y 2010. Si la tendencia prevista se mantuviera estos tres años, España llegaría a
2010 con un nivel de emisiones equivalente al 165% de las de 1990, es decir un 50% por
encima del objetivo acordado en el seno de la UE.
Figura 3 Evolución de las emisiones de GEI en España y senda del cumplimiento del P.K
En los últimos años se ha producido un crecimiento evidente de las necesidades de
refrigeración en los edificios, tanto por una mayor exigencia de las condiciones de confort
como por un aumento de las cargas térmicas.
Habitualmente la demanda de refrigeración es cubierta por electricidad, hecho que provoca
puntas de consumo considerables en las redes de distribución eléctricas durante los meses de
verano. No obstante, como ya se ha mencionado, existen tecnologías para refrigerar
accionadas por fuentes térmicas, como la energía solar. Cuando se utiliza un sistema de
Memoria 13
refrigeración solar, además de las ventajas propias del uso de una fuente de energía
renovable, cabe destacar la coincidencia entre la máxima demanda y la máxima producción
(máxima radiación solar).
Una de las tecnologías de refrigeración que se puede acoplar a un sistema solar son las
máquinas enfriadoras térmicas, en este caso se estudiarán las de absorción. En la actualidad,
esta tecnología ha evolucionado hasta obtener equipos de gran fiabilidad y rendimientos
energéticos muy superiores a los que se conseguían anteriormente, garantizando las mismas
condiciones de confort que los equipos de compresión.
La implantación de un sistema de captación con un sistema de refrigeración implicaría una
reducción de la dependencia eléctrica del edificio en cuestión y por lo tanto lo convertiría en
un sistema más autónomo y más económico ya que se reducirían los costes.
Además se podría añadir que existiría una reducción de las emisiones de CO2, ya que se
utilizaría una producción de energía eléctrica sin emisiones (por ejemplo la utilización de
refrigerantes naturales en las máquinas de absorción (agua/amoniaco)).
De todas formas a lo largo del proyecto se realizarán cálculos para ver realmente si esto es
viable o no en función del edificio en el que se vaya a instalar este nuevo modelo
combinado.
Por lo tanto y resumiendo los principales objetivos de este proyecto son:
Cubrir las necesidades energéticas de los edificios a estudiar: se analizara que cantidad de
energía se necesita .Se dimensionara la instalación en consecuencia.
Reducir el impacto medioambiental: mediante la utilización de máquinas de absorción en
lugar de compresores, con el consiguiente empleo de refrigerantes naturales que no resultan
nocivos.
Estudiar la viabilidad económica y técnica: estudiando diferentes escenarios posibles.
Memoria 14
3. Datos de partida
3.1. Emplazamientos
Los edificios elegidos para la realización de este estudio son una vivienda unifamiliar de dos
plantas, con una superficie útil total 189,42 m2 ubicada en el término municipal de Murcia y
de un centro multiusos (centro de mayores) de una única planta, de superficie construida de
661,67 m2
ubicado igualmente en el término municipal de San José de la Vega (Murcia),
pedanía en la ladera de la cordillera prelitoral al Sudeste de la capital, a unos 7,5 kilómetros.
En cuanto a las condiciones climatológicas de esta región las temperaturas oscilan entre 16-
4°C en invierno y entre los 34-20°C en los meses más calurosos. La Región de Murcia se
encuentra a una latitud de 37,59´N, longitud de 1°08W y una altitud de 63m respecto de
nivel del mar. A continuación se explican más detalladamente las diferentes características
de cada emplazamiento.
Vivienda Unifamiliar
Este edificio, es una vivienda unifamiliar, como su nombre indica, que consta de tres plantas,
un sótano, una primera planta donde se encuentran las habitaciones, salón-comedor, y cocina
y una segunda planta donde se encuentra un despacho con un baño. Esta vivienda tiene
capacidad para cinco personas y la superficie a climatizar tiene una superficie de 174,94 m2.
Centro de mayores
El edificio a estudiar es como su nombre ya indica un centro social de mayores y por lo
consiguiente de uso público. El edificio se encuentra en la localidad de San José de la Vega y
consta de una planta en la que se diferencian: zona de fisioterapia, peluquería, juntas y salas
de lectura; sala de usos múltiples y salón bar y de un sótano.
Las dependencias a climatizar tienen una superficie total de 486.36 m2 y un volumen de
1872.27 m3, teniendo en cuanta que la ocupación media del edificio es de 100 personas.
El horario de apertura de este centro es de 9:00 horas hasta las 19:00 horas.
Memoria 15
3.2. Demanda térmica
La demanda térmica de refrigeración y de calefacción se ha determinado de manera diferente
para cada uno de los edificios a estudiar. En primer lugar, para la vivienda unifamiliar el
cálculo de las cargas térmicas se realizó mediante una serie de tablas Excel, obteniendo una
carga calorífica de 47,33 kW y una carga frigorífica de 56,96 kW. Y para el centro de
mayores mediante LIDER obteniéndose unas cargas de 103 kW y 96,5 kW respectivamente.
Memoria 16
4. Descripción general de la instalación
Un sistema de producción de climatización solar por absorción puede dividirse
principalmente en dos sistemas que se tratarán separadamente en el siguiente apartado:
El sistema de producción de frío por absorción
El sistema de aprovechamiento de la energía solar
En el caso en el que la aportación de energía solar no sea suficiente para satisfacer las
necesidades energéticas del edificio a estudiar se requerirá de un sistema auxiliar de
calentamiento.
Este proyecto en la localidad de Murcia muestra por lo tanto un sistema de climatización de
los dos edificios mediante energía solar, acolada a una máquina de absorción para la
producción de frío. El sistema auxiliar se basa en una caldera de biomasa, parte del calor
generado se utilizará también para producir calefacción y ACS.
Una posible distribución de la instalación sería la que se muestra en la siguiente imagen:
Figura 4 Esquema de la instalación
En lo referente a la refrigeración, una vez que calentamos agua mediante el sol que incide en
los colectores solares, que se encuentran en el tejado del edificio, el agua que se dispone en
los acumuladores se enviará a la máquina de absorción la cual enfriará el agua y se utilizará
para enfriar las habitaciones. El calor que se disipará en la máquina de absorción se llevará a
una torre de refrigeración que se encuentra en el exterior del edificio. En el caso, que la
Memoria 17
disponibilidad de sol sea insuficiente, o que la demanda supere lo que aporta la instalación,
se añade un equipo de energía auxiliar en este caso una caldera de biomasa.
En el caso de usar la instalación para la calefacción y el ACS, el calor, obtenido gracias a
los colectores solares, se lleva a un tanque de almacenamiento de agua con un serpentín, por
el que pasa el fluido caloportador procedente de los captadores. Ahí el fluido cede calor al
agua que hay en el interior del acumulador, que es la que después va la caldera, sino tiene la
temperatura suficiente. En el caso de que alcance la temperatura suficiente irá sin pasar por
la caldera, directamente a la máquina de absorción, calefacción, o ACS. De esta forma
cuando la energía térmica captada por los colectores pueda abastecer toda la instalación a la
temperatura deseada, la caldera deja de funcionar. Cuando no, es la caldera la que suministra
el calor necesario para alcanzar la temperatura de trabajo.
Memoria 18
5. Elementos que componen la instalación
5.1. Captación solar
5.1.1. Captadores
El mercado actual ofrece una gran variedad de tecnologías de captación térmica, dentro de
las cuales existen innumerables fabricantes y modelos, cada uno de ellos recomendables para
determinados tipos de configuración. A continuación se mencionan esas alternativas y se
justifican las elecciones tomadas en este proyecto.
El colector es el componente de la instalación expuesto al sol. Por tanto es el que recibe el
flujo energético en forma de radiación, que gracias al efecto invernadero y los procesos de
transmisión de calor –conducción, convección y radiación- es transformada de manera
eficiente en energía calorífica en un fluido. Pero este proceso conlleva inevitablemente unas
pérdidas térmicas. Las distintas formas de gestionar tecnológicamente esas pérdidas y
priorizarlas en función de la finalidad energética del sistema, conducen a las distintas
tecnologías de captación.
Por lo tanto, los colectores solares térmico son dispositivos capaces de captar la radiación
solar y transmitírsela a un fluido, para su posterior aprovechamiento. Estos se dividen en dos
grandes grupos:
Los colectores solares sin concentración
Los colectores solares de concentración
Los colectores solares sin concentración se caracterizan por que son usados
en las aplicaciones de la energía solar térmica a baja temperatura y porque
no poseen métodos de concentración, por lo que la relación entre la
superficie del colector y la superficie de absorción es prúsicamente la
unidad. Este tipo de colectores se puede dividir en cinco grupos:
o Colector solar de Placa Plana
Memoria 19
o Colectores de Aire
o Colectores de Tubos de Vacío
o Tubos de Calor
o Colectores Cónicos o Esféricos
Donde los más utilizados en el mercado son los de Placa Plana y los de Tubos de Vacío.
Colectores de placa plana: consisten básicamente en un paralelepípedo cuyo espesor
es mucho menor que las otras dos dimensiones. Consta de una placa metálica
expuesta a la radiación, encargada de convertir la energía electromagnética en
térmica, con unos conductos embebidos en ella por donde circulará el fluido
caloportador; material aislante; y dependiendo del uso, una cubierta transparente,
dos, o ninguna. Diversas configuraciones y soluciones técnicas son llevadas a cabo
por fabricantes a fin de reducir las pérdidas térmicas (evacuación de aire entre vidrio
y absorbedor, nuevos materiales, tubos de vacío, etc.)
Colectores de vacío: sin entrar en las distintas opciones dentro de este tipo de
captador, -de flujo directo o con tubo de calor- éstos colectores se caracterizan por
ser tecnológicamente más avanzados. Se componen de tubos de vidrio en los que se
ha practicado el vacío, lo que contribuye de manera excepcional a la reducción de
pérdidas térmicas, mejorando el rendimiento aún en condiciones desfavorables en las
que sólo se dispone de radiación difusa. Su mayor inconveniente es el elevado coste,
justificado cuando las condiciones climatológicas son desfavorables y los
requerimientos térmicos elevados. Hoy en día los captadores de tubo de vacío
representan la tecnología más sofisticada entre todos los colectores empleados en el
campo de la energía solar térmica.
En cuanto a los colectores sin concentración usan sistemas especiales con el fin de aumentar
la intensidad de la radiación sobre la superficie absorbente y de este modo conseguir altas
temperaturas en el fluido caloportador. La principal complicación que presentan es la
Memoria 20
necesidad de un sistema de seguimiento para conseguir que el colector esté
permanentemente orientado en la dirección del Sol. Existen dos tipo los colectores
concentrados cilíndricos (su superficie colectora es la mitad de un cilindro y su aplicación es
la producción de vapor en una central térmica) y los colectores concentradores paraboloides
(su superficie reflectora presenta una geometría de paraboloide de revolución y su aplicación
principal es la misma que los cilíndricos).
Por lo tanto, debido a las buenas condiciones climatológicas en la región en la que se
encuentran los edificios a estudiar, el sistema de captación estará formado por colectores de
vacío ubicados sobre la azotea del edificio.
A continuación nombramos unas de las principales ventajas que presentan este tipo de
captadores:
De aplicación universal independientemente de la posición de montaje: en
vertical u horizontal, sobre cubierta o en fachada, así como montaje sobre
estructura de apoyo.
Unión sencilla e y segura de los tubos mediante un innovador sistema de
conexión.
Superficies de absorción resistentes a la suciedad integrada en los tubos de
vacío.
Aislamiento térmico altamente eficaz de la caja colectora, lo cual minimiza
las pérdidas de calor.
La conexión de la impulsión y el retorno por el mismo lado a través del tubo
colector integrado en la caja colectora minimiza el gasto en tuberías.
Los tubos se pueden orientar al sol de forma óptima, con lo que se maximiza
el aprovechamiento de la energía.
Memoria 21
Por lo tanto, el tipo de colectores de tubos de vacío elegidos para las instalaciones son de la
marca Viessman, modelo Vitosol 200 T, o otros de características similares. A continuación
se muestran los principales datos técnicos:
Datos Técnicos
Modelo SD2, 2m2
número de tubos 20
Superficie de absorción (m2) 2,05
Dimensiones (mm)
Anchura 1418
Altura 2031
Profundidad 143
Rendimiento óptico (%) 82
Coeficiente de pérdida de calor K1 (W/m2.K) 1,62
Coeficiente de pérdida de calor K2 (W/m2.K
2) 0,0068
Capacidad térmica (kJ/m2.K) 25,5
Peso (Kg) 51
Presión de servicio adm. (bar) 6
Volumen del fluido (litros) 4,2
Tabla 1 Datos técnicos de los colectores de tubo de vacío
En función del edificio, el campo de colectores será distinto.
Vivienda unifamiliar:
Se dispondrán de 75 captadores de las características citadas anteriormente dispuestos
horizontalmente sobre la azotea del edificio, donde las filas de colectores se encuentran
paralelas las unas a las otras. Se colocarán 60 colectores en la azotea de la primera planta y
Memoria 22
los 15 colectores restantes en la azotea de la última planta de la vivienda. Cada placa
absorbente dentro del tubo de vacío está inclinada 25º con respecto al plano del colector, con
lo que cada absorbente está inclinado 25º con respecto a la horizontal.
Centro de mayores:
Se dispondrán de 267 captadores de las características ya mencionadas con anterioridad,
dispuestos horizontalmente sobre la azotea del edificio. Colocados en filas paralelas las unas
a las otras a ambos lados del patio interior del edificio, dejando cierto espacio entre algunas
filas debido a la existencia de distintas claraboyas, para facilitar el acceso a dicha cubierta.
Cada placa absorbente dentro del tubo de vacío está inclinada 25º con respecto al plano del
colector, con lo que cada absorbente está inclinado 25º con respecto a la horizontal.
Memoria 23
5.1.2. Sistema de acumulación
Son acumuladores térmicos que almacenan parte de la energía producida en períodos de bajo
consumo para así cubrir las demandas pico, mejorando la continuidad en el suministro.
Estos depósitos de acumulación de agua, disponen de serpentines de acero inoxidables
internos y tienen la superficie de intercambio específica para energía solar.
Figura 5 Esquema de acumuladores con serpentín interior
Las tecnologías asociadas a las energías renovables, en general, encuentran un obstáculo en
la intermitencia del suministro, y la no coincidencia en el tiempo de la producción
(determinista en realidad, pero considerada como aleatoria por la complejidad de modelar los
fenómenos climatológicos) con el consumo real.
Este obstáculo se salva en Solar Térmica (en lo sucesivo ST) dotando a la instalación de un
sistema de almacenamiento que posibilite la disponibilidad energética aún en momentos de
Memoria 24
ausencia de producción. Estos sistemas de almacenamiento de energía consisten
normalmente en elevar la temperatura de sustancias inertes como agua.
En el presente proyecto, y por regla general en todos aquellos de ST, el almacenamiento se
realiza de manera incuestionable mediante depósitos acumuladores de agua. Este tipo de
almacenamiento presenta como ventajas: su facilidad de manejo, el bajo coste del fluido
portador de la energía, su alta capacidad calorífica, y sobre todo su condición de ser a la vez
el elemento de consumo –específicamente para proyectos de ACS.
De entre la variedad de materiales que se emplean para la construcción de estos depósitos
(acero galvanizado, con recubrimiento anticorrosión, vitrificado o galvanizado, acero
inoxidable, fibra de vidrio) se opta por los de acero con revestimiento epoxídico, de calidad
alimentaria. Esta opción cumple las especificaciones de durabilidad del equipo y protección
frente a la corrosión, a la vez que suponen un coste moderado frente a la opción del acero
inoxidable, de más alta calidad, aunque también de precio.
El volumen del tanque de almacenamiento depende en general de la superficie de colectores
necesaria para la instalación. Debe ser lo suficientemente grande como para poder recoger
toda la energía solar de un día de irradiación media sin que disminuya el rendimiento del
colector debido a la elevada temperatura a la entrada del mismo. Por otra parte, el volumen
ha de ser lo suficientemente pequeño para que el agua alcance la temperatura precisa para la
calefacción.
El volumen del depósito acumulador se determina considerando que los desfases entre
captación y consumo no sean superiores a las 24 horas (calentamiento de agua caliente
sanitaria en viviendas, hoteles, residencias, etc.). En este caso el volumen específico del
acumulador será de 50 a 75 litros por m2 de captador.
Memoria 25
Por lo tanto considerando un volumen óptimo de acumulación en torno a los 75 litros por
cada m2 de captador.
Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE, y el CTE acotan el volumen de acumulación
recomendado. En concreto, el primero habla de un volumen de acumulación próximo al
volumen total del consumo diario y el segundo establece un mínimo de 50 y un máximo de
180 l/m2 de captadores.
Por último, otro factor del que depende el volumen de acumulación es el de la temperatura
de utilización, y por tanto de acumulación, toda vez que el consumo se podrá efectuar
directamente desde la acumulación solar siempre que haya un nivel térmico suficiente.
Resulta evidente que para obtener agua a más temperatura hay que utilizar un menor
almacenamiento (menos pérdidas por estratificación y menos cantidad de agua a calentar).
La elección de la temperatura de acumulación es un factor crítico en un proyecto de energía
ST , puesto que la demanda energética es directamente proporcional al salto térmico entre
dicha temperatura (la deseada) y la propia de la red de distribución. Una temperatura
bastante empleada a lo largo de la trayectoria de esta tecnología han sido los 45º, que es la
temperatura a la que se suele realizar el consumo de ACS, previo mezclado con agua fría de
la red. Sin embargo la normativa al respecto de la bacteria de la Legionella, y las
recomendaciones de fabricantes en este sentido apuntan como tendencia creciente una
elevación de la temperatura de acumulación, en torno a los 50º, incluso más.
Esto se debe a que en torno a esta temperatura la bacteria va muriendo lentamente, y lo hace
más rápido en la medida que el nivel térmico es mayor. Así, a los 70°C muere
instantáneamente. Por lo tanto se decidió usar por lo tanto una temperatura de 60 °C. De cara
a la elección del modelo de depósito se deberá tener en cuenta que soporte estas temperaturas
debido al tratamiento térmico periódico al que se someterá todo el circuito de agua a fin de
eliminar posibles brotes bacterianos (tal y como apunta el RD 865/2003 de prevención y
Memoria 26
control de la Legionelosis) y a la necesidad de estas temperaturas para un correcto
funcionamiento de la máquina de absorción.
Vivienda unifamiliar:
En este edificio se consideró un volumen de acumulación de 15.000 litros,
distribuido en 3 depósitos de 5000 litros en paralelo, cuyo modelo será CC/TA LFS
serie pro de la marca PROMASOL, de construcción interior en acero vitrificado y
con protección interior en vitrificado epoxídico, u otro depósito de características
similares. A continuación se muestran varios datos técnicos:
Modelo CC/TA LFS
Presión de trabajo(bar) 8
Temperatura máxima
acumulador (ºC)
90
Presión máxima del circuito
calentamiento(bar)
25
Temperatura máxima del
circuito calentamiento(ºC)
200
Tabla 2 Datos técnico de los acumuladores utilizados
Memoria 27
Centro de mayores:
En este edificio se consideró un volumen de acumulación de 40.000 litros,
distribuido en 8 depósitos de 5000 litros en paralelo, cuyo modelo será CC/TA LFS
serie pro de la marca PROMASOL, con las mismas características que los de la
vivienda unifamiliar.
5.1.3. Sistema de termotransferencia
El sistema de termotransferencia consiste en aquellos elementos de la instalación encargados
de transferir la energía captada en los colectores hasta la acumulación. Entre los elementos
se considerarán las conducciones, los fluidos portadores del calor (caloportadores), la
valvulería, depósitos de expansión, dispositivos de regulación y seguridad y los grupos
depresión, o electrocirculadores (bombas).
Las instalaciones de energía ST se dividen en dos vertientes atendiendo a la forma de su
conjunto de termotransferencia, pudiendo ser ésta directa o indirecta. En los casos en que el
ACS pasa por los colectores, se dirá que son de tipo directo. A efectos de este proyecto se
considerará transferencia indirecta (el ACS no toma contacto en ningún momento con el
fluido que atraviesa el campo de colectores), por motivos de prevención de riesgos de
congelación y ebullición; y de durabilidad de la instalación, teniendo en cuenta las
propiedades menos corrosivas de la mezcla del agua y congelante, que el agua solo.
Memoria 28
Material
El material empleado para las conducciones será el cobre, ampliamente
utilizado en instalaciones de todo tipo, y el más aconsejable para
instalaciones de energía solar, por ser técnicamente idóneo y
económicamente competitivo. Se evitarán los materiales como aceros
galvanizados para este tipo de aplicaciones, en particular cuando existe
certeza de que la instalación va a estar sometida a temperaturas mayores de
65 ºC.
Se prestará especial atención a las soldaduras entre uniones de tuberías de
cobre, que se realizarán con aleación de plata. Una vez colocados todos los
elementos de ambos circuitos se realizará una prueba de presión controlada
y posteriormente se procederá a forrar las conducciones con las coquillas de
aislamiento, y señalizar los elementos para que el funcionamiento sea
accesible al personal que se encargue de su funcionamiento.
Fluido caloportador
Es aquel que se encuentra en el circuito primario y tienen la misión de por
un lado absorber la energía en el absorbedor y por otro lado ceder esta
energía al agua del acumulador en el intercambiador.
En este tipo de instalaciones se pueden presentar algunos problemas
generados por la ebullición o la congelación del fluido. El primer fenómeno
aparecerá si la producción térmica de los captadores es muy superior al
consumo, lo que provoca que vaya aumentando la temperatura del agua y no
entre en el circuito agua fría de la red. El segundo fenómeno tendrá lugar
especialmente en noches frías, en que la instalación está parada y las
Memoria 29
temperaturas son bajas. Ambos problemas pueden ser evitados mediante el
uso de anticongelante en el circuito primario.
Se han estudiando varios fluidos calor portantes existentes en el mercado,
optando por uno que cumple las características recomendadas por el
fabricante de los colectores: H-30L, consistente en una mezcla de 1’2-
propilenglicol inhibido (45,3 %-vol) y agua, que se comercializa
premezclado. Sus características se detallan en el Anexo.
Se ha comprobado que dicho fluido será capaz de soportar las condiciones
climatológicas propias del emplazamiento. La temperatura mínima histórica
de Murcia, son –6ºC. Aplicando un factor de seguridad de –5º, se ha
observado en la figura 6 cuál es la proporción de anticongelante mínima
necesaria para asegurar la no congelación del fluido.
Figura 6 Proporciones de anticongelante para evitar congelación del fluido
Se observa que la mezcla de agua y propilenglicol ha de contener un mínimo
del 40% en peso (aproximadamente 40% en volumen). Por tanto, el fluido
calor portante escogido cumple las características requeridas. Es importante
Memoria 30
resaltar que no hay efectos perjudiciales derivados de la ingestión de este
fluido, si se diera el caso de avería.
Tuberías
Como ya se ha mencionado con anterioridad, el material de las conducciones
será de cobre, debido a diversas ventajas. En cuanto al diámetro mínimo (y
por tanto el más económico) de las tuberías, se a determinado atendiendo a
que la pérdida de carga no supere un límite de 20 mmca por cada metro de
conducción, a fin de que no se produzcan grandes desequilibrios de
pérdidas de carga en los distintos circuitos.
Por otro lado, la velocidad del fluido ha de estar comprendida entre unos
valores orientativos impuestos por la norma y recomendados por fabricantes.
El objeto de esta restricción es limitar el nivel de ruido provocado por el
paso de flujo a través de conducciones, a la vez que se garantiza efectividad
en el intercambio energético en colectores e intercambiador. Así pues el
rango de velocidades es el siguiente:
0,5 ≤ 𝑣 ≤ 1,3 𝑚/𝑠
Circuladores y bombas
Puesto que se ha optado por un sistema indirecto, con circulación forzada, se
han de determinar las características de las bombas empleadas para ello. Se
emplearán bombas centrífugas, montadas en línea (intercaladas directamente
en la tubería) y con el eje horizontal, para garantizar el correcto trabajo de
los cojinetes. Se cuidará que la caja de bornas no quede por debajo del
mismo, para evitar que los goteos afecten a la conexión eléctrica.
En sistemas de más de 50 m2 de superficie colectora se ha de disponer a la
instalación de dos bombas, dispuestas en paralelo, y con funcionamiento
Memoria 31
alternativo regulado por el circuito de control. Esta redundancia de equipos
garantiza la continuidad de funcionamiento del sistema, aun cuando se
dieran averías de uno de los dos electrocirculadores.
Esta medida se hará extensiva a los grupos de bombas de primario,
secundario, retorno, circuito auxiliar y consumo.
Vaso de expansión
Las fluctuaciones térmicas a que se verá sometido el fluido de trabajo del
circuito primario en la instalación, provocarán variaciones de volumen
debidas a la variación de su densidad con respecto la temperatura (tal y
como muestran las gráficas del fluido caloportador, presentadas en
catálogos). Si dichas variaciones de volumen no son controladas, provocarán
incrementos de presión no deseados en el sistema, y la actuación periódica
de las válvulas de seguridad del sistema, con la consecuente pérdida de
fluido.
Al calentarse el circuito primario el fluido, una parte de él entra en el vaso
de expansión. Cuando el sistema se enfría, regresa al circuito. De esta
manera el vaso de expansión sirve también para mantener la presión en el
circuito dentro del rango de presiones admisibles y siempre por encima de la
atmosférica, impidiéndose así la introducción de aire en el circuito cuando el
sistema vuelve a enfriarse.
El dimensionamiento del vaso de expansión debe efectuarse conforme al
rango de temperaturas y presiones de trabajo previstas en el circuito
primario. Si se utilizan mezclan anticongelantes, los materiales deben ser
adecuados para la exposición continua del fluido (normalmente agua-glicol).
Para un funcionamiento correcto debe ajustarse también la presión inicial en
Memoria 32
el lado del gas del vaso de expansión de acuerdo con la presión estática por
diferencias de cotas entre el punto superior de la instalación y la posición del
vaso. Para evitar que entre aire en el circuito, se suele ajustar la presión
mínima en el vaso de tal manera que bajo condiciones frías quede un margen
por encima de la presión atmosférica de unos 0,5 a 1 bar.
En instalaciones pequeñas la presión máxima de trabajo del vaso de
expansión supone un factor condicionante para la presión de todo el circuito.
A efectos de la presente instalación, el elemento que fija la presión será el
captador (Pmax=6bar). Mientras que en instalaciones grandes la presión se
suele fijar en unos 10 bar.
Dispositivos de regulación y seguridad
La instalación necesita de unos protocolos de actuación perfectamente
establecidos que regulen los flujos de energía entre el captador, el sistema de
acumulación y el consumo, para poder trabajar a un nivel óptimo de
eficiencia, y garantizar el máximo aprovechamiento de la energía solar.
Estas actuaciones, que denominaremos “estrategias de funcionamiento”
vendrán definidas por el subconjunto de regulación. Dicho sistema
coordinará tanto la acción sobre la fuente de energía (solar con prioridad),
como sobre los elementos del sistema de termo transferencia; tanto en
circuito primario como en el secundario.
En las instalaciones como la aquí diseñada se presentan básicamente dos
acciones de control claramente diferenciadas:
o Control a la carga, que persigue alcanzar una óptima transformación de
la radiación solar en calor, y su posterior transferencia al sistema de
Memoria 33
almacenamiento. Regula los estados de arranque y parada de la
instalación solar, y establece las prioridades de actuación del flujo.
o Control a la descarga, para garantizar una adecuada descarga de calor
desde el sistema de almacenamiento hasta el de consumo.
La regulación se hará por diferencia de temperaturas entre distintos puntos
del sistema, lo que se denomina comúnmente como regulación diferencial.
Para que el funcionamiento de los equipos así controlados sea óptimo, y no
dependa en exceso de variaciones en las calibraciones de los equipos de
medida, se respetarán unos márgenes mínimos de temperatura, previa la
actuación del equipo de regulación.
La regulación automática en los sistemas solares convencionales, y en
algunas de las grandes instalaciones se lleva a cabo mediante dispositivos
electrónicos de pequeño tamaño, diseñados explícitamente para esta tarea.
Suelen tener pocas entradas (típicamente 3 máximo, aunque hay equipos
mayores) y pocas salidas.
En lo referente a los dispositivos de seguridad, las válvulas limitadores de
presión actúan como válvulas de seguridad, ya que su función es la de evitar
que las presiones sobrepasen unos valores prefijados. Las válvulas de
seguridad funcionan de manera que cuando la presión alcanza un valor
determinado, la válvula se abre y deja pasar a otra tubería o al exterior parte
del líquido, hasta que la presión vuelve a un valor admisible.
Memoria 34
5.2. Sistema de enfriamiento por absorción
5.2.1. Máquina de absorción
El frío se genera tradicionalmente mediante máquinas de compresión y este sistema, el de los
aparatos de aire acondicionado, más o menos sofisticados, es el que se usa en el sector
residencial de forma creciente en España.
Sin embargo, hay otros sistemas de generación de frío, se trata de máquinas térmicas que
realizan un ciclo inverso de Rankine modificado y que operan con amoniaco o agua como
líquido refrigerante. Su interés radica en que la energía consumida para su funcionamiento es
de tipo térmico, y no mecánica como ocurre en las máquinas de compresión. Se sustituye así
la compresión mecánica por una “térmica”, mediante la integración del refrigerante en un
agente absorbente.
Los sistemas de refrigeración por absorción presentan la ventaja respecto a los de
compresión de vapor de requerir una demanda eléctrica casi despreciable, sustituyendo esta
por demanda térmica. El principal atractivo de estos equipos es la capacidad de aprovechar
calores residuales.
En realidad existen dos tipos de máquinas, de absorción y adsorción:
Las máquinas de adsorción no son adecuadas para este tipo de instalación
debido a que utilizan agua a menor temperatura, por eso tienen un mayor
coste, tamaño y un rendimiento y potencias menores que las de absorción.
Las máquinas de absorción a su vez se subdividen en dos, de simple y doble
efecto:
o Las máquinas de simple efecto utilizan agua a temperaturas entre 85 a
100° C, vapor a baja presión (0,1 a 3 bar) o gases de escape hasta 400°
C. Su COP está entre 0,6 y 0,7.
Memoria 35
o Las de doble efecto utilizan a vapor a media presión (3 a 9 bar), agua a
temperatura más elevada (140 a 200° C) o gases de escape a 500 ó 600°
C. Su COP es más elevado (entre 1 y 1,5).
Las máquinas de absorción más adecuadas utilizan como absorbente el Bromuro de Litio y
como refrigerante el agua. Esta solución es ventajosa por que los productos no son tóxicos ni
inflamables, son de menos coste y tienen un rendimiento más alto. Sin embargo, no pueden
operar por debajo de +5° C, necesitan de torres de refrigeración y es necesario controlar su
operación para evitar la cristalización del absorbente y la corrosión.
Otras máquinas utilizan como absorbente el agua y como refrigerante el amoniaco. Aunque
esto elimina los problemas de cristalización y las limitaciones de temperatura, sus costes son
más elevados, los productos empleados son tóxicos e inflamables, tienen un peor
rendimiento y operan a presiones más elevadas.
La máquina de absorción es una bomba de calor que permite traspasar energía de una fuente
a baja temperatura a otra fuente a alta temperatura mediante el consumo adicional de energía
térmica. Basa su funcionamiento en la capacidad de determinadas sales y líquidos para
absorber a un fluido refrigerante.
Por lo tanto el sistema de refrigeración elegido está compuesto por una máquina de
absorción de simple efecto, y un depósito de almacenamiento de agua fría.
Este proceso de absorción se lleva a cabo en un intercambiador de calor denominado
absorbedor, en el que entra el refrigerante procedente del evaporador y la solución de
transporte que queda después de liberar el refrigerante. Para concentrar mejor el refrigerante
en la solución, se refrigera el absorbedor. La solución rica en refrigerante se bombea hasta el
generador, donde se aporta calor para separar el refrigerante de la solución. A continuación,
el refrigerante se dirige al condensador para continuar el ciclo de Rankine convencional. La
solución de transporte se dirige de nuevo al absorbedor pasando por el regenerador, al que
Memoria 36
aporta cierta cantidad de calor que será aprovechada en la otra rama por la mezcla de
refrigerante y solución siguiente. La ventaja del regenerador es clara: como en el generador
se debe aportar calor y en el absorbedor liberarlo, resulta útil que la solución pobre en
refrigerante ceda calor a la rica de forma que en el generador haya que añadir menos calor
desde la fuente externa, con la consiguiente mejora del COP, mientras que en el absorbedor
haya que liberar menos calor, con la consiguiente reducción de tamaño.
El trabajo consumido por el ciclo se limita al accionamiento eléctrico de la bomba, por lo
que es muy pequeño. La principal energía consumida es el calor que se debe aportar en el
generador para separar la mezcla. El frio se consigue a través del calor que el evaporador
demanda. Este frío se produce en forma de agua enfriada, útil para los sistemas de
climatización, que es lo que buscamos.
5.2.2. Propiedades de los fluidos
Como ya se ha mencionado, básicamente son dos los pares de trabajo con los que operan las
máquinas de absorción. Las mezclas de Agua/Bromuro de Litio, y de Agua/Amoniaco. En
ambos casos el fluido citado en primer lugar actúa como refrigerante, mientras que el
nombrado en segundo lugar actúa como absorbente, encargado de transportar disuelto el
refrigerante.
El par Bromuro de Litio/Agua, presenta el inconveniente de que el agua no puede condensar
o evaporar por debajo de 0,01ºC (punto triple del agua), por lo que esta solución no puede
ser empleada en equipos de producción de frío de baja temperatura. Otra de las
problemáticas de la solución anterior es la posibilidad de cristalización de la sal bajo ciertas
condiciones de operación, debiendo detener el equipo hasta su posterior fusión. La
cristalización de la sal en si no daña el equipo, pero sí puede obstruir boquillas,
conductos…., impidiendo de este modo el correcto funcionamiento de la máquina. Para evita
este problema se dota a la máquina de un sistema de control de las variables más críticas.
Memoria 37
El fenómeno de la cristalización en el bromuro de litio, hace que la diferencia de
temperaturas entre el medio de enfriamiento del absorbedor y la temperatura evaporización
no pueda ser muy alta.
Otra de las características del agua como refrigerante es su trabajo a presiones de vacío para
las temperaturas habituales de operación. Esto obliga a diseños de máquinas muy compactas
para minimizar las pérdidas de carga en tuberías.
Una de las ventajas del par Agua/Bromuro de Litio, es el valor despreciable de la presión de
saturación de la sal, comparada con la del agua, lo cual facilita en gran medida la acción del
generador. Dicho de otro modo, la presión parcial del vapor de agua en la solución, coincide
con la presión de la solución, por estar el bromuro de litio en estado líquido.
En el caso del par Agua/Amoniaco, el problema de la cristalización no está presente, siendo
posible así un margen de temperaturas más amplio. Por otra parte, al no haber restricciones
debido a la cristalización, tanto el condensador como el absorbedor pueden ser refrigerados
por aire, sin miedo a producirse cristalizaciones.
Como inconvenientes más destacables se tienen la toxicidad de dicha mezcla, y la
inflamabilidad. Los conductos utilizados no pueden ser de cobre, ya que son atacados por el
amoniaco, por lo que se utilizan conductos de hierro, los cuales son atacados por el agua. La
última desventaja reseñable de este par, es que sus presiones de saturación son similares
(algo mayor la del amoniaco), por lo que el funcionamiento del generador se hace más
complicado, debiéndose incluir un enfriador superior para condensar el agua que acompaña
al amoniaco antes de que éste sea conducido al condensador.
La última comparación que se va a hacer entre ambas sustancias, es la referente a los
distintos valores de COP que presentan. En el caso del par Agua/Bromuro de Litio, su valor
es de aproximadamente 0,7 en ciclos de simple efecto y de 1,2 en ciclos de múltiple efecto.
Mientras que en el caso de Agua/Amoniaco, el COP es del orden de 0,5 lo que hace que
estas máquinas estén relegadas a instalaciones en las que requiera una baja temperatura.
Memoria 38
En cuanto a las propiedades relativas a la solución Agua/Bromuro de Litio, la presión de
saturación del bromuro es muy inferior a la del agua, por lo que éste siempre se encuentra en
fase líquida. Esto supone una simplificación muy importante en los diagramas, la cual no es
posible realizar en el caso del Agua/Amoniaco.
Los diagramas requeridos para resolver los ciclos de absorción son:
-Diagramas de refrigerante. Los empleados en la resolución del ciclo de rankine de
refrigeración: P-h, T-s, tablas,…
-Diagramas del par. Se requiere conocer el estado de saturación, la entalpía, y la densidad. Es
conveniente que estos diagramas tengan el mismo origen que los empleados para el
refrigerante, o al menos que se conozcan ambos.
El diagrama de saturación relaciona presión y la temperatura de la solución con la
concentración. Las líneas que aparecen en él se corresponden sólo a estados saturados,
quedando los estados de líquido comprimido y vapor sobrecalentado fuera de las citadas
líneas. No obstante, como es habitual en las sustancias puras, el estado de líquido
comprimido puede aproximarse al de líquido saturado a igual temperatura (y concentración
en este caso).
El diagrama de entalpía (también el de densidad), relaciona la entalpía con la concentración
y la temperatura (o presión).
Tal y como se mencionado anteriormente y atendiendo a las características de cada par, se ha
optado por el Bromuro de Litio/ agua.
Agua/Bromuro de Litio
En los diagramas utilizados la concentración indica la fracción másica de
agua (refrigerante) en la solución. Se ha hecho esta elección para que la
concentración de la solución rica sea una cifra mayor que la de la pobre. Sin
embargo. También resulta habitual referirse a la concentración como el
Memoria 39
complemento a la definida aquí, es decir, manejar la concentración de la sal
(LiBr).
Evidentemente la relación entre ambas es:
XH2O % = 100 − XLiBr [%]
Respecto al origen de entalpías, se ha tomado para el agua su punto triple
como líquido saturado, y el origen de la sal se ha tomado de tal manera que
la solución con una concentración del 50% tenga una entalpía nula.
Teniendo en cuenta todas estas consideraciones y los datos de partido, Las
máquinas de refrigeración recomendadas para cada tipo de edificio son:
Memoria 40
Vivienda unifamiliar
Se usará una máquina YAZAKI WFC-SC20, de simple efecto, alimentada por agua, basada
en el ciclo de absorción con Bromuro de Litio/ agua, de 70,3 kW de potencia nominal de
frío para la vivienda unifamiliar, o de características similares. A continuación se muestran
una serie de características que tiene que tener la máquina a instalar:
YAZAKI WFC-SC20
Unidad de medida
Capacidad frigorífica 70,3 kW
Agua de enfriamiento (torre) Temperatura
entrada 31 °C
salida 35 °C
Agua caliente al generador Temperatura
entrada 88 °C
salida 83 °C
rango 70-95 °C
Agua refrigerada
Temperatura agua
refrigerada
entrada 12,5 °C
salida 7 °C
Tabla 3 Datos técnico de la máquina de absorción YAZAKi
Memoria 41
Centro de mayores
Se necesitará una máquina THERMAX –SERIE COGENIE LT-5 también de simple efecto
y alimentada por agua, basada también en el ciclo de absorción con Bromuro de Litio / agua,
de 176 kW de potencia nominal, o de características similares. A continuación se muestran
una serie de características que tiene que tener la máquina a instalar:
TERMAX- SERIE COGENIE LT-5
Unidad de medida
Capacidad frigorífica nominal 176 kW
Agua de enfriamiento (torre) Temperatura
entrada 29,4 °C
salida 36,7 °C
Agua caliente al generador Temperatura
entrada 90,6 °C
salida 85 °C
Agua refrigerada
Temperatura agua
refrigerada
entrada 12,2 °C
salida 6,7 °C
Tabla 4 Datos técnico de la máquina de absorción THERMAX
Memoria 42
5.2.3. Sistema de disipación de calor
Se instalaran una torre de refrigeración para cada edificio para evacuar el calor de las fuentes
de baja temperatura provenientes de los condensadores de la máquina de absorción y que no
son aprovechables para el circuito de recuperación térmica.
Los calores que no son aprovechables en el funcionamiento de la máquina de absorción son
los del condensador y absorbedor. En función del edificio, evidentemente estos calores serán
distintos por lo tanto tendrán distintas máquinas de absorción:
Vivienda unifamiliar
El calor a disipar en esta instalación es de 175,05 kW por lo tanto es necesaria una torre de
refrigeración de potencia nominal de este orden. Se ha optado por la elección de una torre de
refrigeración marca TEVA de circuito abierto de la serie TV versión TVA modelo 019 de
187 kW de capacidad de enfriamiento, u otra pero de similares condiciones. A continuación
se muestran una serie de características de dicha máquina:
Modelo 019 serie TV/ TVA
Capacidad enfriamiento (kW) 187
Caudal de aire (m3/s) 4,75
Número y potencia de motores (kW) 1x1,1
Número de ventiladores 1
Tabla 5 Datos técnico de la torre de refrigeración en la vivienda
Memoria 43
Centro de mayores
El calor a disipar en esta instalación es de 458kW por lo tanto es necesaria una torre de
refrigeración de potencia nominal de este orden. Se ha optado por la elección de una torre de
refrigeración también de la marca TEVA de circuito abierto de la serie TV versión TVA
modelo 048 de 468 kW de capacidad de enfriamiento, u otra pero de similares condiciones.
A continuación se muestran una serie de características de dicha máquina:
Modelo 048 serie TV/ TVA
Capacidad enfriamiento (kW) 468
Caudal de aire (m3/s) 9,53
Número y potencia de motores (kW) 1x3
Número de ventiladores 1
Tabla 6 Datos técnicos de la torre de refrigeración en el centro de mayores
5.3. Sistema auxiliar de calentamiento
Se recurre a los sistemas de apoyo en los picos de demanda de calefacción/refrigeración, es
decir en aquellos días del invierno/verano en los que el sistema de captación solar no basta
para cubrir la demanda. Esto obliga a no poder prescindir del sistema de calderas
convencional.
El concepto de biomasa es muy extenso y comprende todo tipo de materia orgánica, tanto de
origen vegetal como animal, y está formada gracias a la fotosíntesis directamente (como los
vegetales) o indirectamente (por la digestión de los vegetales). La biomasa está formada por
leña, arbustos, restos de poda, residuos agrícolas como la paja, residuos de industrias
madereras, papeleras o agroalimentarias, estiércol, residuos de explotaciones agroganaderas,
residuos sólidos urbanos y aguas residuales urbanas entre otros. La mayor parte de estos
componentes, por no decir la totalidad, puede utilizarse como combustible, ya sea a de forma
Memoria 44
directa (quemándolos), o transformándolos a otras formas de combustible como biogás o
biocombustibles.
Utilizar la biomasa como combustible, es un recurso renovable ya que se produce a la misma
velocidad del consumo, siempre y cuando el consumo sea controlado y se evite la
sobreexplotación de los recursos naturales.
A diferencia de los combustibles fósiles, la biomasa es respetuosa con el medioambiente, ya
que no emite gases de efecto invernadero de forma incontrolada.
Por lo tanto, como uno de los principales objetivos del proyecto es reducir al máximo las
emisiones y el impacto ambiental, se consideró implantar calderas de biomasa.
Cuando se quema, la biomasa libera CO2 a la atmósfera, el mismo CO2 que absorbió de ella
durante su crecimiento, si se trata de materia orgánica vegetal, o que absorbieron las plantas
que ingirió, si se trata de materia orgánica animal. Si se consume de forma sostenible, el
ciclo se cierra y el nivel de CO2 a la atmósfera se mantiene constante, de forma que su
utilización no contribuye a generar el cambio climático. Y no sólo eso, sino que con su
consumo se sustituye el consumo de combustibles fósiles, evitando así generar emisiones
que no formaban parte de la atmósfera anteriormente y que son causantes del cambio
climático.
Además, emplear biomasa como combustible es beneficioso para el entorno: elimina los
residuos ayudando a disminuir el riesgo de incendio y a acumulación de desechos, y trata
aguas residuales y purines que son fuente de contaminación del subsuelo y de aguas
subterráneas.
En cuanto al tipo de combustibles que se usa de denomina pellets, que son residuos
procedentes de limpiezas forestales e industrias madereras que son triturados y convertidos a
virutas. Una vez secados para reducir el nivel de humedad y las posibles resinas, son
prensados en forma de pequeños cilindros. Son una aplicación evolucionada de la biomasa,
Memoria 45
son limpios, de fácil manejo, ocupan poco espacio, y permiten autoalimentar a las calderas
que los usan de manera autónoma durante horas.
Por lo tanto en función de las necesidades de calefacción necesarias para cada instalación,
tendremos que elegir diferentes calderas.
Vivienda unifamiliar
Conociendo las necesidades energéticas de la vivienda y gracias al método F-chart
conocemos el porcentaje de la demanda energética que está cubierta, por lo tanto el restante
deberá ser cubierto por el sistema auxiliar de calentamiento.
Para ello se utilizará, en este caso una caldera de 50 kW de potencia útil marca LASIAN
BIO- SELECT PLUS con una capacidad de depósito de 450 kg de pellets.
A continuación se muestra una tabla con las principales características de la caldera elegida:
Datos técnicos
Potencia útil nominal (kW) 50
Consumo combustible(kg/h) 3,9-12,6
Presión máxima de trabajo (bar) 3
Capacidad
Litros 750
Kg de pellets 470
Peso (kg) 321
Tabla 7 Datos técnicos de la caldera de biomasa en la vivienda
Memoria 46
Centro de mayores
Conociendo las necesidades energéticas del centro de mayores y gracias al método
F-chart conocemos el porcentaje de la demanda energética que está cubierta, por lo tanto el
restante deberá ser cubierto por el sistema auxiliar de calentamiento.
Para ello se utilizará, en este caso una caldera de 180kW de potencia útil, marca LASIAN
BIO- SELECT, a la que habría que añadirlo el silo para almacenar la biomasa.
A continuación se muestra una tabla con las principales características de la caldera elegida:
Datos técnicos
Potencia útil nominal (kW) 180
Consumo combustible(kg/h) 13,4-46
Presión máxima de trabajo (bar) 4
Potencia eléctrica instalada (kW) 3,5
Temperatura máxima de trabajo (ºC) 85
Peso (kg) 1100
Tabla 8 Datos técnicos de la caldera de biomasa en el centro de mayores
Memoria 47
6. Resumen análisis económico
En el estudio económico de viabilidad, se han tenido en cuenta tres escenarios posibles en
cuanto a la evolución de los precios tanto de la electricidad, como el de la biomasa utilizada
como combustible para el sistema de apoyo.
Estos tres escenarios son el neutro, el pesimista y el optimista. Se ha comparado tanto el
coste de la inversión, como el coste de electricidad/ biomasa, de la instalación de
refrigeración solar con el de una instalación convencional, bomba de calor reversible.
A continuación se muestran unas tablas que resumen lo que se tardaría en amortizar la
instalación de refrigeración solar en los dos edificios estudiados.
Se observa en las tablas que dichas instalaciones no son viables, ya que el coste de la
instalación es muy elevado, sin embargo si lo sería a largo plazo en el escenario optimista,
considerando un gran aumento del precio de la electricidad, debido al déficit tarifario del
país, al cierre de numerosas centrales nucleares y a los sobrecostes de las energías
renovables.
Memoria 48
Vivienda unifamiliar
Escenario Datos/Año 25
Coste inicial de la instalación 208.067,3 €
Neutro Ahorro de la instalación 6.594,2 €
VAN -141.248,5 €
Pesimista Ahorro de la instalación -5.262,9 €
VAN -210.355,4 €
Optimista Ahorro de la instalación 144.002,6 €
VAN 320.871,4 €
Tabla 9 Resumen estudio económico vivienda unifamiliar
Se observa como ya se había mencionado, que solo resulta viable la instalación en el caso del
escenario optimista, ya que el VAN se vuelve positivo. Esto sucede a partir del año 18 de
vida de la instalación.
Memoria 49
Centro de mayores
Escenario Datos/Año 25
Coste inicial de la instalación 582.526,5 €
Neutro Ahorro de la instalación 11.962,1 €
VAN -502.144,1 €
Pesimista Ahorro de la instalación -16.733,2 €
VAN -644.949,7 €
Optimista Ahorro de la instalación 274.455,9 €
VAN 394.998,1 €
Tabla 10 Resumen estudio económico de centro multiusos
En cuanto al caso del centro multiusos, ocurre lo mismo que para la vivienda, sólo es viable
en el escenario optimista. El VAN sólo se vuelve positivo a partir del año 21 desde la puesta
en marcha de la instalación.
Memoria 50
7. Resumen de presupuesto
Vivienda unifamiliar
Sistema de captación de la energía……………………………………..144.873 Euros
Máquina de absorción………………………………………………….…53.397Euros
Sistema de calentamiento……………………………………………..…11.730 Euros
Elementos comunes a la instalación……………………………….……52.500 Euros
El Presupuesto de este proyecto asciende a 262.500 Euros.
DOSCIENTOS SESENTA Y DOS MIL QUINIENTOS EUROS.
Centro de mayores
Sistema de captación de la energía………………………………..........480.262 Euros
Máquina de absorción……………………………………………………79.273 Euros
Sistema de calentamiento………………………………………….……..44.000 Euros
Elementos comunes a la instalación……………………………………..72.424 Euros
El Presupuesto de este proyecto asciende a 675.959 Euros.
SEISCIENTOS SETENTA Y CINCO MIL NOVECIENTOS CINCUENTA Y NUEVE
EUROS.
. El Ingeniero
Fdo Elena Sáez Ródenas
Junio 2010
CÁLCULOS
Cálculos 52
1. Introducción
A continuación se exponen los métodos y expresiones de cálculo empleados en el
dimensionado de la instalación.
Primeramente se detallan el procedimiento de estimación de la carga energética demandada
por las dos instalaciones a estudiar.
Posteriormente, los métodos de cálculos a la superficie de captación necesaria.
Por último se detallan los cálculos necesarios para el dimensionado de las máquinas de
absorción y del sistema auxiliar de calentamiento.
2. Demanda energética
Vivienda unifamiliar
Para el caso de la vivienda unifamiliar, se precedió al cálculo de las necesidades energéticas
mediante una serie de tablas Excel, dividiendo la vivienda en diferentes zonas. Las tablas
utilizadas se encuentran en los anexos.
Centro de mayores
Para el caso del centro multiusos para mayores, el cálculo de las cargas térmicas se realizó
mediante LIDER. En los anexos se muestra un resumen del programa LIDER, de donde se
obtuvieron los datos de necesidades energéticas tanto en verano como en invierno.
Cálculos 53
3. Captación solar
3.1. Cálculo de la superficie de captadores necesaria
3.1.1. Método de cálculo
Para calcular la superficie de captación se usará el método f-chart.
𝑓 = 1,029𝐷1 − 0,065𝐷2 − 0,245𝐷12 + 0,0018𝐷2
2 + 0,0215𝐷13
La secuencia que debe seguirse en el cálculo es la siguiente:
Valoración de las cargas caloríficas para el
calentamiento de agua destinada a la producción de
ACS o calefacción
Valoración de la radiación solar incidente en la
superficie inclinada del captador o captadores
Cálculo del parámetro D1
Cálculo del parámetro D2
Determinación de la gráfica f
Valoración de la cobertura mensual
Valoración de la cobertura solar anual y formación de
tablas
Las cargas caloríficas determinan la cantidad de calor necesaria mensual para
calentar el agua destinada al consumo doméstico, calculándose mediante la siguiente
expresión:
𝑄𝑎 = 𝐶𝑒 ∗ 𝐶 ∗ 𝑁 ∗ (𝑡𝑎𝑐 − 𝑡𝑟)
Donde,
Cálculos 54
Qa = Carga calorífica mensual de calentamiento de ACS (J/mes)
Ce = Calor específico. Para agua: 4,18 J/ (kgºC)
C = Consumo diario de ACS (l/día)
tac = Temperatura del agua caliente de acumulación (°C)
tr = Temperatura del agua de red (°C)
N = Número de días del mes
El parámetro D1 expresa la relación entre la energía absorbida por la placa del
captador y la carga calorífica total de calentamiento durante un mes:
D1 = Energía absorbida por el captador/ Carga calorífica mensual
La energía absorbida por el captador viene dada por la siguiente expresión:
𝐸𝑎 = 𝑆𝑐 ∗ 𝐹𝑟´(𝜏𝛼) ∗ 𝑅1 ∗ 𝑁
Donde,
Sc = Superficie del captador (m2)
R1 = Radiación diaria mensual incidente sobre la superficie de captación por unidad
de área (kJ/ mes)
N = Número de días del mes
F´r (τα) = Factor adimensional que viene dado por la siguiente expresión:
𝐹𝑟 ´ 𝜏𝛼 = 𝐹𝑟 𝜏𝛼 𝑛 ∗ 𝜏𝛼
𝜏𝛼 𝑛 ∗
𝐹´𝑟
𝐹𝑟
Donde,
Fr (τα)n = Factor de eficiencia del captador, es decir, ordenada en el origen de la
curva característica del captador.
Cálculos 55
(τα)/(τα)n = Modificador del ángulo de incidencia. En general se puede tomar como
contante: 0,96 (Superficie transparente sencilla) o 0,94 (Superficie transparente
doble).
F´r/ Fr = Factor de corrección del conjunto captador- intercambiador. Se recomienda
tomar el valor de 0,95.
El parámetro D2 expresa la relación entre las pérdidas de energía en el captador, para
una determinada temperatura, y la carga calorífica de calentamiento durante un mes:
D2 = energía perdida por el captador/ Carga calorífica mensual
La energía perdida por el captador viene dada por la siguiente expresión:
𝐸𝑝 = 𝑆𝑐 ∗ 𝐹𝑟 ′𝑈𝐿 ∗ 100 − 𝑡𝑎 ∗ ∆𝑇 ∗ 𝐾1 ∗ 𝐾2
Donde,
Sc = Superficie del captador en m2
F´rUL = FrUL*(F´r/Fr)
Donde,
FrUL = Pendiente de la curva característica del captador (coeficiente global de
pérdidas del captador).
ta = Temperatura media mensual del ambiente
ΔT = Periodo de tiempo considerado en segundos (s)
K1 = Factor de corrección por almacenamiento que se obtiene a partir de la siguiente
ecuación:
𝐾1 = [𝑘𝑔 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛/(75𝑆𝑐)]−0,25
50 <𝐾𝑔 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑚2 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟< 180
Cálculos 56
K2 = Factor de corrección para ACS que relaciona la temperatura mínima de ACS, la
del agua de red y la mensual ambiental, dado por la siguiente expresión:
𝐾2 =11,6 + 1,18 ∗ 𝑡𝑎𝑐 + 3,86 ∗ 𝑡𝑟 − 2,32 ∗ 𝑡𝑎
100 − 𝑡𝑎
Donde,
ta = Temperatura media mensual del ambiente
tac = Temperatura del agua caliente de acumulación (°C)
tr = Temperatura del agua de red (°C)
Una vez obtenido D1 y D2, aplicando la ecuación inicial se calcula la fracción de la
caga calorífica mensual aportada por el sistema de energía solar.
De esta forma, la energía útil captada cada mes, Qu, tiene el valor:
𝑄𝑢 = 𝑓 ∗ 𝑄𝑎
Donde,
Qa = Carga calorífica mensual de ACS
Mediante igual proceso operativo que el desarrollado para un mes, se operará para
todos los meses del año. La relación entre la suma de las coberturas mensuales y la
suma de las cargas caloríficas, o necesidades mensuales de calor, determinará la
cobertura anual del sistema:
𝐶𝑜𝑏𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 𝑄𝑢 / 𝑄𝑎𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑎=12
𝑎=1
𝑢=12
𝑢=1
3.1.2. Resultados
A continuación se muestran las distintas tablas Excel, tanto para refrigeración como
para el caso de ACS y calefacción, en las que se ha aplicado el método F-chart. Por
último se muestra una tabla resumen, en la que se observa gracias al método de
Cálculos 57
cálculo utilizado, la demanda energética para este edificio tanto de ACS, calefacción
y refrigeración, y el porcentaje que se cubriría con la instalación implantada.
Vivienda unifamiliar
Cálculos 58
Refrigeración
Datos de Entrada Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES %Ocupación nº días mes Temperatura
de red
Factor de
Corrección
Inclinación K
Radiación
Solar H (Wh) Ta
Salto
Térmico
Consumo
mensual m3
Necesidad
energética mensual
(Termias)
Ene. 0% 31 6 1,34 2.437 12 10 0 0
Feb. 0% 28 9 1,25 3.203 12 10 0 0
Mar. 0% 31 11 1,15 4.537 15 10 0 0
Abr. 0% 30 13 1,04 5.392 17 10 0 0
May. 100% 31 14 0,96 6.493 21 10 2287,8 22878
Jun. 100% 30 15 0,94 7.004 25 10 2214 22140
Jul. 100% 31 16 0,97 7.040 28 10 2287,8 22878
Ago. 100% 31 15 1,05 6.147 28 10 2287,8 22878
Sep. 100% 30 14 1,19 4.994 25 10 2214 22140
Oct. 100% 31 13 1,34 3.748 20 10 2287,8 22878
Nov. 0% 30 11 1,43 2.473 16 10 0 0
Dic. 0% 31 8 1,42 2.161 12 10 0 0
Cálculos 59
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES Necesidad energética
mensual(KJ)
Necesidad energética
Diaria(MJ)
Radiación Solar
H (MJ)
Radiación Solar H
Corregida Diaria (MJ)
Radiación Mensual sobre
colector E (KJ/m2)
Ene. 0 0 8,77 9,21 359.701,02
Feb. 0 0 11,53 12,11 398.331,49
Mar. 0 0 16,33 17,15 574.708,96
Abr. 0 0 19,41 20,38 597.756,26
May. 95.630.040 3084,84 23,37 24,54 686.590,81
Jun. 92.545.200 3084,84 25,21 26,48 701.802,48
Jul. 95.630.040 3084,84 25,34 26,61 752.186,86
Ago. 95.630.040 3084,84 22,13 23,24 710.941,49
Sep. 92.545.200 3084,84 17,98 18,88 633.485,10
Oct. 95.630.040 3084,84 13,49 14,17 553.204,53
Nov. 0 0 8,90 9,35 376.965,03
Dic. 0 0 7,78 8,17 338.006,04
Cálculos 60
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES D1 K1 K2 Ep energía perdida por el colector D2 F Q útil mes (KJ) ∆t (s) Qa (J/mes)
Ene. 1 0,68 197.987.328.000 0,00 0 2.678.400 0
Feb. 1 0,81 178.827.264.000 0,00 0 2.419.200 0
Mar. 1 0,85 191.237.760.000 0,00 0 2.678.400 0
Abr. 1 0,91 180.714.240.000 0,00 0 2.592.000 0
May. 0,73 1 0,89 177.738.624.000 1,65 0,53 50.466.100 2.678.400 95.630.040.000
Jun. 0,77 1 0,86 163.296.000.000 1,52 0,56 52.190.577 2.592.000 92.545.200.000
Jul. 0,80 1 0,85 161.989.632.000 1,45 0,59 56.225.244 2.678.400 95.630.040.000
Ago. 0,76 1 0,80 161.989.632.000 1,36 0,56 53.862.335 2.678.400 95.630.040.000
Sep. 0,70 1 0,81 163.296.000.000 1,43 0,52 47.794.673 2.592.000 92.545.200.000
Oct. 0,59 1 0,86 179.988.480.000 1,61 0,43 40.702.412 2.678.400 95.630.040.000
Nov. 1 0,83 182.891.520.000 0,00 0 2.592.000 0
Dic. 1 0,77 197.987.328.000 0,00 0 2.678.400 0
Cálculos 61
Calefacción y ACS
Datos de Entrada Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES %Ocupación nº días
mes
Temperatura
de red
Factor de
Corrección
Inclinación K
Radiación
Solar H (Wh) Ta
Salto
Térmico
Consumo
mensual m3
Necesidad energética
mensual (Termias)
Ene. 100% 31 6 1,34 2.437 12 54 4,65 251,1
Feb. 100% 28 9 1,25 3.203 12 51 4,2 214,2
Mar. 100% 31 11 1,15 4.537 15 49 4,65 227,85
Abr. 100% 30 13 1,04 5.392 17 47 4,5 211,5
May. 100% 31 14 0,96 6.493 21 46 4,65 213,9
Jun. 100% 30 15 0,94 7.004 25 45 4,5 202,5
Jul. 100% 31 16 0,97 7.040 28 44 4,65 204,6
Ago. 100% 31 15 1,05 6.147 28 45 4,65 209,25
Sep. 100% 30 14 1,19 4.994 25 46 4,5 207
Oct. 100% 31 13 1,34 3.748 20 47 4,65 218,55
Nov. 100% 30 11 1,43 2.473 16 49 4,5 220,5
Dic. 100% 31 8 1,42 2.161 12 52 4,65 241,8
Cálculos 62
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES Necesidad energética
mensual(KJ)
Necesidad energética
Diaria(MJ)
Radiación Solar
H (MJ)
Radiación Solar H
Corregida Diaria (MJ)
Radiación Mensual sobre
colector E (KJ/m2)
Ene. 1.049.598 33,858 8,77 9,21 359.701,02
Feb. 895.356 31,977 11,53 12,11 398.331,49
Mar. 952.413 30,723 16,33 17,15 574.708,96
Abr. 884.070 29,469 19,41 20,38 597.756,26
May. 894.102 28,842 23,37 24,54 686.590,81
Jun. 846.450 28,215 25,21 26,48 701.802,48
Jul. 855.228 27,588 25,34 26,61 752.186,86
Ago. 874.665 28,215 22,13 23,24 710.941,49
Sep. 865.260 28,842 17,98 18,88 633.485,10
Oct. 913.539 29,469 13,49 14,17 553.204,53
Nov. 921.690 30,723 8,90 9,35 376.965,03
Dic. 1.010.724 32,604 7,78 8,17 338.006,04
Cálculos 63
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES D1 K1 K2 Ep energía perdida por el colector D2 F Q útil mes (KJ) ∆t (s)
Ene. 0,68 1 0,68 197.987.328.000 2,51 0,44 463.585 2.678.400
Feb. 0,83 1 0,81 178.827.264.000 2,99 0,52 467.671 2.419.200
Mar. 1,09 1 0,85 191.237.760.000 3,03 0,68 645.088 2.678.400
Abr. 1,17 1 0,91 180.714.240.000 3,16 0,72 633.110 2.592.000
May. 78,22 1 0,89 177.738.624.000 176,19 8.915,70 7.971.545.254 2.678.400
Jun. 84,46 1 0,86 163.296.000.000 166,17 11.329,68 9.590.004.042 2.592.000
Jul. 89,59 1 0,85 161.989.632.000 161,79 13.622,25 11.650.132.945 2.678.400
Ago. 82,80 1 0,80 161.989.632.000 148,26 10.638,22 9.304.878.646 2.678.400
Sep. 74,58 1 0,81 163.296.000.000 152,84 7.663,77 6.631.157.729 2.592.000
Oct. 61,68 1 0,86 179.988.480.000 168,65 4.217,55 3.852.900.566 2.678.400
Nov. 0,74 1 0,83 182.891.520.000 2,93 0,46 423.522 2.592.000
Dic. 0,64 1 0,77 197.987.328.000 2,83 0,39 398.169 2.678.400
Cálculos 64
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES Qa (J/mes) ACS Qa (MJ/mes) ACS Qa Calefacción (MJ/mes) Qa TOTAL (MJ/mes) Qa TOTAL (J/mes)
Ene. 1.049.598.000 1.050 52.820 53.870 53.869.878.000
Feb. 895.356.000 895 47.709 48.604 48.603.996.000
Mar. 952.413.000 952 52.820 53.773 53.772.693.000
Abr. 884.070.000 884 51.116 52.000 52.000.470.000
May. 894.102.000 894
No hay calefacción
894,1 894.102.000
Jun. 846.450.000 846 846,5 846.450.000
Jul. 855.228.000 855 855,2 855.228.000
Ago. 874.665.000 875 874,7 874.665.000
Sep. 865.260.000 865 865,3 865.260.000
Oct. 913.539.000 914 913,5 913.539.000
Nov. 921.690.000 922 51.116 52.038 52.038.090.000
Dic. 1.010.724.000 1.011 52.820 53.831 53.831.004.000
Cálculos 65
Resumen
Datos de Entrada Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES %Ocupación
nº
días
mes
Temperatura
de red
Factor de
Corrección
Inclinación K
Radiación
Solar H (Wh) Ta
Necesidad
energética
mensual
(Termias)
Necesidad
energética
mensual(KJ)
Necesidad
energética
Diaria(MJ)
Ene. 100% 31 6 1,34 2.437 12 251,1 1.049.598 33,858
Feb. 100% 28 9 1,25 3.203 12 214,2 895.356 31,977
Mar. 100% 31 11 1,15 4.537 15 227,85 952.413 30,723
Abr. 100% 30 13 1,04 5.392 17 211,5 884.070 29,469
May. 100% 31 14 0,96 6.493 21 23091,9 96.524.142 3113,682
Jun. 100% 30 15 0,94 7.004 25 22342,5 93.391.650 3113,055
Jul. 100% 31 16 0,97 7.040 28 23082,6 96.485.268 3112,428
Ago. 100% 31 15 1,05 6.147 28 23087,25 96.504.705 3113,055
Sep. 100% 30 14 1,19 4.994 25 22347 93.410.460 3113,682
Oct. 100% 31 13 1,34 3.748 20 23096,55 96.543.579 3114,309
Nov. 100% 30 11 1,43 2.473 16 220,5 921.690 30,723
Dic. 100% 31 8 1,42 2.161 12 241,8 1.010.724 32,604
Cálculos 66
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES Radiación Solar
H (MJ)
Radiación Solar H
Corregida Diaria (MJ)
Radiación Mensual sobre
colector E (KJ/m2) D1 K1 K2
Ep energía perdida por el
colector D2
Ene. 8,77 9,21 359.701,02 0,680 1 0,68 197.987.328.000 2,5067136
Feb. 11,53 12,11 398.331,49 0,835 1 0,81 178.827.264.000 2,9935885
Mar. 16,33 17,15 574.708,96 1,089 1 0,85 191.237.760.000 3,0275512
Abr. 19,41 20,38 597.756,26 1,171 1 0,91 180.714.240.000 3,1587023
May. 23,37 24,54 686.590,81 0,725 1 0,89 177.738.624.000 1,6320779
Jun. 25,21 26,48 701.802,48 0,765 1 0,86 163.296.000.000 1,5060478
Jul. 25,34 26,61 752.186,86 0,794 1 0,85 161.989.632.000 1,4340650
Ago. 22,13 23,24 710.941,49 0,750 1 0,80 161.989.632.000 1,3437863
Sep. 17,98 18,88 633.485,10 0,691 1 0,81 163.296.000.000 1,4157728
Oct. 13,49 14,17 553.204,53 0,584 1 0,86 179.988.480.000 1,5958611
Nov. 8,90 9,35 376.965,03 0,738 1 0,83 182.891.520.000 2,9304821
Dic. 7,78 8,17 338.006,04 0,640 1 0,77 197.987.328.000 2,8311797
Cálculos 67
Cálculo para Vivienda Unifamiliar
MES F Q útil mes (KJ) ∆t (s) Qa TOTAL (J/mes) Qa TOTAL (MJ/mes)
Ene. 0,44 23.793.186 2.678.400 53.869.878.000 53.870
Feb. 0,52 25.387.301 2.419.200 48.603.996.000 48.604
Mar. 0,68 36.421.284 2.678.400 53.772.693.000 53.773
Abr. 0,72 37.239.142 2.592.000 52.000.470.000 52.000
May. 0,52 50.563.020 2.678.400 96.524.142.000 96.524
Jun. 0,56 52.293.161 2.592.000 93.391.650.000 93.392
Jul. 0,58 56.336.699 2.678.400 96.485.268.000 96.485
Ago. 0,56 53.965.130 2.678.400 96.504.705.000 96.505
Sep. 0,51 47.881.192 2.592.000 93.410.460.000 93.410
Oct. 0,42 40.767.239 2.678.400 96.543.579.000 96.544
Nov. 0,46 23.911.800 2.592.000 52.038.090.000 52.038
Dic. 0,39 21.206.402 2.678.400 53.831.004.000 53.831
Cálculos 68
Centro de mayores
Cálculos 69
Refrigeración
Datos de Entrada Cálculo para centro de
mayores
MES %Ocupación nº días mes Temperatura
de red
Factor de
Corrección
Inclinación
K
Radiación
Solar H
(Wh)
Ta
Consumo
mensual
m3
Necesidad
energética
mensual
(Termias)
Ene. 0% 31 6 1,34 2.437 12 0 0
Feb. 0% 28 9 1,25 3.203 12 0 0
Mar. 0% 31 11 1,15 4.537 15 0 0
Abr. 0% 30 13 1,04 5.392 17 0 0
May. 100% 31 14 0,96 6.493 21 15043,68 75218,4
Jun. 100% 30 15 0,94 7.004 25 14558,4 72792
Jul. 100% 31 16 0,97 7.040 28 15043,68 75218,4
Ago. 100% 31 15 1,05 6.147 28 15043,68 75218,4
Sep. 100% 30 14 1,19 4.994 25 14558,4 72792
Oct. 100% 31 13 1,34 3.748 20 15043,68 75218,4
Nov. 0% 30 11 1,43 2.473 16 0 0
Dic. 0% 31 8 1,42 2.161 12 0 0
Cálculos 70
Cálculo para centro de mayores
MES Necesidad energética
mensual(KJ)
Necesidad energética
Diaria(MJ)
Radiación Solar
H (MJ)
Radiación Solar H
Corregida Diaria (MJ)
Radiación Mensual sobre
colector E (KJ/m2)
Ene. 0 0 8,77 9,21 359.701,02
Feb. 0 0 11,53 12,11 398.331,49
Mar. 0 0 16,33 17,15 574.708,96
Abr. 0 0 19,41 20,38 597.756,26
May. 314.412.912 10142,352 23,37 24,54 686.590,81
Jun. 304.270.560 10142,352 25,21 26,48 701.802,48
Jul. 314.412.912 10142,352 25,34 26,61 752.186,86
Ago. 314.412.912 10142,352 22,13 23,24 710.941,49
Sep. 304.270.560 10142,352 17,98 18,88 633.485,10
Oct. 314.412.912 10142,352 13,49 14,17 553.204,53
Nov. 0 0 8,90 9,35 376.965,03
Dic. 0 0 7,78 8,17 338.006,04
Cálculos 71
Cálculo para centro de mayores
MES D1 K1 K2 Ep energía perdida por el colector D2 F Q útil mes (KJ) ∆t (s) Qa (J/mes)
Ene. 1 0,68 704.834.887.680,0 0,00 0 2.678.400 0
Feb. 1 0,81 636.625.059.840 0,00 0 2.419.200 0
Mar. 1 0,85 680.806.425.600 0,00 0 2.678.400 0
Abr. 1 0,91 643.342.694.400 0,00 0 2.592.000 0
May. 0,79 1 0,89 632.749.501.440 1,78 0,56 176.597.363 2.678.400 314.412.912.000
Jun. 0,84 1 0,86 581.333.760.000 1,65 0,60 182.487.418 2.592.000 304.270.560.000
Jul. 0,87 1 0,85 576.683.089.920 1,57 0,62 196.484.474,3 2.678.400 314.412.912.000
Ago. 0,82 1 0,80 576.683.089.920 1,47 0,60 188.431.371 2.678.400 314.412.912.000
Sep. 0,75 1 0,81 581.333.760.000 1,55 0,55 167.414.457 2.592.000 304.270.560.000
Oct. 0,64 1 0,86 640.758.988.800 1,74 0,45 142.892.822 2.678.400 314.412.912.000
Nov. 1 0,83 651.093.811.200 0,00 0 2.592.000 0
Dic. 1 0,77 704.834.887.680 0,00 0 2.678.400 0
Cálculos 72
Calefacción y ACS
Datos de Entrada Cálculo para centro de mayores
MES %Ocupación nº días
mes
Temperatura
de red
Factor de
Corrección
Inclinación K
Radiación
Solar H (Wh) Ta
Salto
Térmico
Consumo
mensual m3
Necesidad energética
mensual (Termias)
Ene. 100% 31 6 1,34 2.437 12 54 9,3 502,2
Feb. 100% 28 9 1,25 3.203 12 51 8,4 428,4
Mar. 100% 31 11 1,15 4.537 15 49 9,3 455,7
Abr. 100% 30 13 1,04 5.392 17 47 9 423
May. 100% 31 14 0,96 6.493 21 46 9,3 427,8
Jun. 100% 30 15 0,94 7.004 25 45 9 405
Jul. 100% 31 16 0,97 7.040 28 44 9,3 409,2
Ago. 100% 31 15 1,05 6.147 28 45 9,3 418,5
Sep. 100% 30 14 1,19 4.994 25 46 9 414
Oct. 100% 31 13 1,34 3.748 20 47 9,3 437,1
Nov. 100% 30 11 1,43 2.473 16 49 9 441
Dic. 100% 31 8 1,42 2.161 12 52 9,3 483,6
Cálculos 73
Cálculo para centro de mayores
MES Necesidad energética
mensual(KJ)
Necesidad energética
Diaria(MJ)
Radiación Solar
H (MJ)
Radiación Solar H
Corregida Diaria (MJ)
Radiación Mensual sobre
colector E (KJ/m2)
Ene. 2.099.196 67,716 8,77 9,21 359.701,02
Feb. 1.790.712 63,954 11,53 12,11 398.331,49
Mar. 1.904.826 61,446 16,33 17,15 574.708,96
Abr. 1.768.140 58,938 19,41 20,38 597.756,26
May. 1.788.204 57,684 23,37 24,54 686.590,81
Jun. 1.692.900 56,43 25,21 26,48 701.802,48
Jul. 1.710.456 55,176 25,34 26,61 752.186,86
Ago. 1.749.330 56,43 22,13 23,24 710.941,49
Sep. 1.730.520 57,684 17,98 18,88 633.485,10
Oct. 1.827.078 58,938 13,49 14,17 553.204,53
Nov. 1.843.380 61,446 8,90 9,35 376.965,03
Dic. 2.021.448 65,208 7,78 8,17 338.006,04
Cálculos 74
Cálculo para centro de mayores
MES D1 K1 K2 Ep energía perdida por el colector D2 F Q útil mes (KJ) ∆t (s)
Ene. 1,11 1 0,68 704.834.887.680,0 4,11 0,64 2.678.400
Feb. 1,37 1 0,81 636.625.059.840 4,90 0,73 1.304.653 2.419.200
Mar. 1,78 1 0,85 680.806.425.600 4,96 0,90 1.713.902 2.678.400
Abr. 1,92 1 0,91 643.342.694.400 5,17 0,94 1.654.863 2.592.000
May. 139,23 1 0,89 632.749.501.440 313,62 53.582,42 95.816.302.017,7 2.678.400
Jun. 150,33 1 0,86 581.333.760.000 295,78 67.798,69 114.776.394.483 2.592.000
Jul. 159,47 1 0,85 576.683.089.920 287,98 81.254,20 138.981.733.865 2.678.400
Ago. 147,38 1 0,80 576.683.089.920 263,91 63.758,08 111.533.924.848 2.678.400
Sep. 132,75 1 0,81 581.333.760.000 272,06 46.227,50 79.997.611.461 2.592.000
Oct. 109,80 1 0,86 640.758.988.800 300,20 25.760,54 47.066.522.428 2.678.400
Nov. 1,21 1 0,83 651.093.811.200 4,80 0,65 1.204.256 2.592.000
Dic. 1,05 1 0,77 704.834.887.680 4,64 0,57 1.154.679 2.678.400
Cálculos 75
Cálculo para centro de mayores
MES Qa (J/mes) ACS Qa (MJ/mes) ACS Qa Calefacción (MJ/mes) Qa TOTAL (MJ/mes) Qa TOTAL (J/mes)
Ene. 2.099.196.000,0 2.099 114.948 117.047 117.047.196.000,0
Feb. 1.790.712.000,0 1.791 103.824 105.615 105.614.712.000
Mar. 1.904.826.000,0 1.905 114.948 116.853 116.852.826.000
Abr. 1.768.140.000,0 1.768 111.240 113.008 113.008.140.000
May. 1.788.204.000,0 1.788
No hay calefacción
1.788,2 1.788.204.000
Jun. 1.692.900.000,0 1.693 1.692,9 1.692.900.000
Jul. 1.710.456.000,0 1.710 1.710,5 1.710.456.000
Ago. 1.749.330.000,0 1.749 1.749,3 1.749.330.000
Sep. 1.730.520.000,0 1.731 1.730,5 1.730.520.000
Oct. 1.827.078.000,0 1.827 1.827,1 1.827.078.000
Nov. 1.843.380.000,0 1.843 111.240 113.083 113.083.380.000
Dic. 2.021.448.000,0 2.021 114.948 116.969 116.969.448.000
Cálculos 76
Resumen
Datos de Entrada Cálculo para centro de mayores
MES %Ocupación nº días mes Temperatura
de red
Factor de
Corrección
Inclinación K
Radiación
Solar H
(Wh)
Ta
Necesidad
energética
mensual
(Termias)
Necesidad
energética
mensual(KJ)
Necesidad
energética
Diaria(MJ)
Ene. 100% 31 6 1,34 2.437 12 502,2 2.099.196 67,716
Feb. 100% 28 9 1,25 3.203 12 428,4 1.790.712 63,954
Mar. 100% 31 11 1,15 4.537 15 455,7 1.904.826 61,446
Abr. 100% 30 13 1,04 5.392 17 423 1.768.140 58,938
May. 100% 31 14 0,96 6.493 21 75646,2 316.201.116 10200,036
Jun. 100% 30 15 0,94 7.004 25 73197 305.963.460 10198,782
Jul. 100% 31 16 0,97 7.040 28 75627,6 316.123.368 10197,528
Ago. 100% 31 15 1,05 6.147 28 75636,9 316.162.242 10198,782
Sep. 100% 30 14 1,19 4.994 25 73206 306.001.080 10200,036
Oct. 100% 31 13 1,34 3.748 20 75655,5 316.239.990 10201,29
Nov. 100% 30 11 1,43 2.473 16 441 1.843.380 61,446
Dic. 100% 31 8 1,42 2.161 12 483,6 2.021.448 65,208
Cálculos 77
Cálculo para centro de mayores
MES Radiación Solar
H (MJ)
Radiación Solar H
Corregida Diaria (MJ)
Radiación Mensual sobre
colector E (KJ/m2) D1 K1 K2
Ep energía perdida por el
colector D2
Ene. 8,77 9,21 359.701,02 0,790 1 0,68 360.917.699.789 2,1031027
Feb. 11,53 12,11 398.331,49 0,969 1 0,81 325.990.180.454 2,5113685
Mar. 16,33 17,15 574.708,96 1,264 1 0,85 348.613.687.296 2,5397142
Abr. 19,41 20,38 597.756,26 1,360 1 0,91 329.430.011.904 2,6495799
May. 23,37 24,54 686.590,81 0,558 1 0,89 324.005.662.310 0,9082057
Jun. 25,21 26,48 701.802,48 0,590 1 0,86 297.677.721.600 0,8380077
Jul. 25,34 26,61 752.186,86 0,612 1 0,85 295.296.299.827 0,7978918
Ago. 22,13 23,24 710.941,49 0,578 1 0,80 295.296.299.827 0,7477208
Sep. 17,98 18,88 633.485,10 0,532 1 0,81 297.677.721.600 0,7878380
Oct. 13,49 14,17 553.204,53 0,450 1 0,86 328.106.999.808 0,8881217
Nov. 8,90 9,35 376.965,03 0,857 1 0,83 333.399.048.192 2,4582861
Dic. 7,78 8,17 338.006,04 0,743 1 0,77 360.917.699.789 2,3751895
Cálculos 78
Cálculo para centro de mayores
MES F Q útil mes (KJ) ∆t (s) Qa TOTAL (J/mes) Qa TOTAL (MJ/mes)
Ene. 0,54 63.415.643 2.678.400 117.047.196.000 117.047
Feb. 0,63 67.063.928 2.419.200 105.614.712.000 105.615
Mar. 0,80 93.394.068 2.678.400 116.852.826.000 116.853
Abr. 0,84 94.992.493 2.592.000 113.008.140.000 113.008
May. 0,44 140.448.497 2.678.400 316.201.116.000 316.201
Jun. 0,47 144.630.981 2.592.000 305.963.460.000 305.963
Jul. 0,49 155.496.545 2.678.400 316.123.368.000 316.123
Ago. 0,47 148.423.377 2.678.400 316.162.242.000 316.162
Sep. 0,43 131.984.538 2.592.000 306.001.080.000 306.001
Oct. 0,36 113.462.977 2.678.400 316.239.990.000 316.240
Nov. 0,57 64.052.674 2.592.000 113.083.380.000 113.083
Dic. 0,49 57.748.412 2.678.400 116.969.448.000 116.969
Cálculos 79
4. Sistema de enfriamiento por absorción
4.1. Cálculos en el ciclo de simple efecto con agua/bromuro de litio
La notación que se va emplear se refiere a la figura1, que para mayor comodidad va a ser
repetida a continuación:
Figura 7Esquema del ciclo de simple efecto
Dentro de la línea discontinua se sitúa el “compresor térmico”, en el que reside el proceso de
absorción-desorción. La única variación que se observa con respecto al proceso descrito
anteriormente es la presencia de un regenerador. Este elemento se debe a que como en el
Cálculos 80
regenerador se debe aportar calor y en el absorbedor liberarlo, resulta útil que la solución
pobre ceda calor a la rica en el regenerador, de forma que en el generador haya que añadir
menos calor desde la fuente externa, con la siguiente mejora del COP, mientras que en el
absorbedor haya que liberar una menor cantidad de calor, con lo cual se consigue una
reducción de tamaño de la instalación.
Los conductos en el absorbedor y en el generador se ubican de tal manera que la bomba
aspire la solución rica en estado líquido saturado, y la solución pobre salga del generador
como líquido saturado. De la misma manera, el refrigerante sale del generador como vapor.
Respecto al ciclo de refrigeración, como en el compresor térmico no puede haber problemas
de “golpe de líquido” el vapor que entra al absorbedor lo hace en condiciones de saturación.
Tampoco se suele subenfriar el líquido a la salida del condensador.
Cuando se recurre al par Agua/Bromuro de Litio, las presiones del circuito de refrigeración
son muy bajas, por lo que se recurre a una disposición muy compacta para reducir las
conexiones, produciéndose los cambios de fase en el exterior de los tubos. Esta disposición
puede ser observada en la siguiente figura esquemáticamente.
Cálculos 81
Figura 8 Disposición constructiva de una máquina de absorción de agua/bromuro de litio de simple efecto
con dos recipientes
Los datos desde los que vamos a partir son los siguientes y los tomamos de las
especificaciones técnicas de la máquina de absorción elegida para cada caso.
Temperatura de condensación Tk
Temperatura de evaporación TE
La capacidad de refrigeración 𝑄 𝑒𝑣𝑎𝑝
La temperatura de absorción Ta
La temperatura del generador Tg
La eficiencia del regenerador ηreg
Cálculos 82
Las temperaturas de condensación, de evaporación y de absorción están determinadas por el
medio empleado para refrigerar la máquina. La capacidad de refrigeración es un dato que se
obtiene a la hora de calcular las cargas de climatización necesarias. La temperatura del
generador estará fijada en el caso de la instalación diseñada, por la temperatura de salida de
los colectores solares. Por último la eficiencia del regenerador estará fijada por las propias
características del mismo.
La resolución de los elementos es la siguiente:
Ciclo de refrigeración
Se asume que el agua abandona el evaporador como vapor saturado y el condensador como
líquido saturado.
𝑃𝑘 = 𝑃𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖 ó𝑛𝐻20 𝑇𝑘
𝑃𝐸 = 𝑃𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖 ó𝑛𝐻20 𝑇𝐸
1 = 𝑔𝐻2𝑜 𝑇𝐸
4 = 𝑓𝐻2𝑂
𝑇𝑘
2 = 𝐻2𝑂 𝑃𝑘 , 𝑇𝑔
𝑚 𝑟𝑒𝑓 = 𝑄 𝑒𝑣𝑎𝑝
1−4
Absorbedor
Se supone que la solución rica sale en condiciones de saturación, y que la presión coincide
con la de evaporación.
𝑥5 = 𝑥𝑟 = 𝑋 𝑇𝑎 , 𝑃𝐸
5 = (𝑇𝑎 , 𝑥𝑟)
Cálculos 83
𝜌5 = 𝜌(𝑇𝑎 , 𝑥𝑟)
𝑚 𝑟𝑒𝑓 . 1 + 𝑚 𝑝 . 10 = 𝑄 𝑎 + 𝑚 𝑟 . 5
𝑚 𝑟𝑒𝑓 + 𝑥𝑝 . 𝑚 𝑝 = 𝑥𝑟 . 𝑚 𝑟
𝑚 𝑟𝑒𝑓 + 𝑚 𝑝 = 𝑚 𝑟
Bomba
Se considera isentrópica.
6 = 5 + 𝑃𝑘 − 𝑃𝐸
𝜌5
𝑊 𝐵 = 𝑚 𝑟 × (6 − 5)
Regenerador
La entalpía del líquido comprimido se supone igual a la del líquido saturado.
De igual modo, se supone que la temperatura no cambia al paso de la bomba, es decir T5 ≈
T6
7𝑚á𝑥 = (𝑇𝑔 , 𝑥𝑟) = 𝐾𝐽/𝐾𝑔
9𝑚𝑖𝑛 = (𝑇𝑎 , 𝑥𝑝) = 𝐾𝐽/𝐾𝑔
𝜂𝑟𝑒𝑓 =𝑚 𝑟 × (7 − 6)
𝑚í𝑛[𝑚 𝑟 𝑚á𝑥7 − 6 , 𝑚 𝑝(8 − 𝑚𝑖𝑛
9)]
Cálculos 84
𝑚 𝑝 . 8 + 𝑚 𝑟 . 6 = 𝑚 𝑝 . 9 + 𝑚 𝑟 . 7
Generador
Se supone a la presión de condensación.
𝑥8 = 𝑥𝑝 = 𝑋 𝑇𝑔 , 𝑃𝑘
8 = (𝑇𝑔 , 𝑥𝑝)
𝑄 𝑔 = 𝑚 𝑟𝑒𝑓 . 2 + 𝑚 𝑝 . 8 − 𝑚 𝑟 . 7
Operando se comprueba que:
𝑚 𝑟 =1 − 𝑥𝑝
𝑥𝑟 − 𝑥𝑝× 𝑚 𝑟𝑒𝑓
𝑚 𝑝 =1 − 𝑥𝑟
𝑥𝑟 − 𝑥𝑝× 𝑚 𝑟𝑒𝑓
De donde se deduce que la concentración de la solución rica ha de ser mayor que la pobre.
Fijadas las temperaturas de evaporación, absorción y condensación eso supone que la
temperatura de generación debe superar un cierto mínimo, que viene dado por:
𝑇𝑔 > 𝑇(𝑥𝑟 , 𝑃𝑘)
Los parámetros energéticos del ciclo son:
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑄 𝑒𝑣𝑎𝑝
Cálculos 85
𝐶𝑂𝑃 =𝑄
𝑒𝑣𝑎𝑝
𝑄 𝑔 + 𝑊
𝐵
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟_𝑑𝑒_𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛_𝑑𝑖𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑜 = 𝑄 𝑎 + 𝑚 𝑟𝑒𝑓 . (2 − 4)
Con todas estas consideraciones, se calcula el ciclo de absorción, mediante el programa EES
resultando los siguientes resultados.
Cálculos 86
Vivienda unifamiliar
Figura 9 Ciclo de absorción en la vivienda
1
2
3
4
5
6
7 8
9
10
Tk = 45 [ºC]
Tev = 7 [ºC]
Qevap = 70,3 [kW]
Ta = 45 [ºC]
DTg = 10 [ºC]
reg = 0,6 [p.u.]
COP = 0,6711 [p.u.]
mref = 30,23 [g/s]mr = 461,3 [g/s]
mp = 431,1 [g/s]
Qa = 99,55 [kW]
Tg = 99,1 [ºC]
WB = 2,374 [W]
Xr = 40,33 [%]
Xp = 36,15 [%]
Qcon = 75,5 [kW] Qg = 104,7 [kW]
Cálculos 87
Se resumirán los resultados en una tabla.
Resultados
COP 0,6711
Capacidad condensador
(kW) 75,5
Capacidad generador
(kW) 104,7
Capacidad absorbedor
(kW) 99,55
Trabajo bomba (W) 2,374
Título solución pobre
(%) 36,15
Título solución rica (%) 40,33
Caudal ref. (kg/s) 30,23
Caudal sol. rica (kg/s) 461,3
Caudal sol. pobre
(kg/s) 431,1
Temperatura generador
(ºC) 99,1
Tabla 11 Resultados ciclo absorción vivienda
Una vez que tenemos todos los datos necesarios se procede a calcular el consumo de la
máquina de absorción.
Teniendo en cuenta que en el generador tenemos una potencia calorífica en el generador de
104,7 kW, un salto térmico de 10 °C , que el calor específico del agua es de 4,18 kJ/kg y que
la instalación recibe sol durante 8 horas, la máquina consumirá 2,05 kg/s.
Cálculos 88
Centro de mayores
Figura 10 Ciclo de absorción en el centro multiusos
1
2
3
4
5
6
7 8
9
10
Tk = 40 [ºC]
Tev = 5 [ºC]
Qevap = 176 [kW]
Ta = 40 [ºC]
DTg = 5 [ºC]
reg = 0,6 [p.u.]
COP = 0,6245 [p.u.]
mref = 75,13 [g/s]mr = 2022 [g/s]
mp = 1947 [g/s]
Qa = 270,6 [kW]
Tg = 85,29 [ºC]
WB = 8 [W]
Xr = 41,7 [%]
Xp = 39,45 [%]
Qcon = 187,3 [kW] Qg = 281,8 [kW]
Cálculos 89
Se resumirán los resultados en una tabla.
Resultados
COP 0,6245
Capacidad condensador
(kW) 187,8
Capacidad generador
(kW) 281,8
Capacidad absorbedor
(kW) 270,6
Trabajo bomba (W) 8
Título solución pobre
(%) 39,45
Título solución rica (%) 41,7
Caudal ref. (kg/s) 75,13
Caudal sol. rica (kg/s) 2022
Caudal sol. pobre
(kg/s) 1947
Temperatura generador
(ºC) 85,29
Tabla 12 Resultados ciclo de absorción en centro de mayores
Una vez que tenemos todos los datos necesarios se procede a calcular el consumo de la
máquina de absorción.
Teniendo en cuenta que en el generador tenemos una potencia calorífica en el generador de
281,8 kW, un salto térmico de 5 °C, que el calor específico del agua es de 4,18 kJ/kg y que la
instalación recibe sol durante 8 horas, la máquina consumirá 13,48 kg/s.
Cálculos 90
5. Sistema auxiliar de calentamiento
Una vez calculadas las necesidades energéticas de cada una de las instalaciones, gracias al
método F-chart, se analiza que porcentaje de las necesidades de cada edificio me satisface la
instalación de solar y máquina de absorción. Lo restante habrá que cubrirlo con una caldera
de biomasa.
En función de cada edificio, la caldera a instalar será distinta.
Vivienda unifamiliar
Teniendo en cuenta las tablas Excel, que resumen las necesidades de ACS, calefacción y
refrigeración, y el porcentaje que satisface la instalación de solar y absorción durante sus
diez horas de funcionamiento, se obtienen los resultados expuestos en la siguiente tabla:
Cálculos 91
mes número de días F Qa Total (MJ/mes)
Qa cubierto por
instalación solar+
absorción(MJ/mes)
Qa a cubrir con
sistema auxiliar
(MJ/mes)
Qa cubrir con
sistema
auxiliar
(MJ/día)
Potencia a
cubrir por
sistema
auxiliar
(kW)
Ene. 31 0,44 53869,9 23793,2 30076,7 970,2 26,95
Feb. 28 0,52 48604,0 25387,3 23216,7 829,2 23,03
Mar. 31 0,68 53772,7 36421,3 17351,4 559,7 15,55
Abr. 30 0,72 52000,5 37239,1 14761,3 492,0 13,67
May. 31 0,52 96524,1 50563,0 45961,1 1482,6 41,18
Jun. 30 0,56 93391,7 52293,2 41098,5 1369,9 38,05
Jul. 31 0,58 96485,3 56336,7 40148,6 1295,1 35,98
Ago. 31 0,56 96504,7 53965,1 42539,6 1372,2 38,12
Sep. 30 0,51 93410,5 47881,2 45529,3 1517,6 42,16
Oct. 31 0,42 96543,6 40767,2 55776,3 1799,2 49,98
Nov. 30 0,46 52038,1 23911,8 28126,3 937,5 26,04
Dic. 31 0,39 53831,0 21206,4 32624,6 1052,4 29,23
Cálculos 92
Por lo tanto se observa, que la máxima potencia necesaria para satisfacer la demanda de las
necesidades al completo, se da en el mes de Octubre, necesitando una potencia de 49,98 kW.
La caldera de biomasa utilizada en este caso es una caldera de acero para combustibles de
biomasa de la Marca LASIAN BIO- SELECT PLUS de potencia útil de 50 kW, con una
capacidad de depósito de 450 kg de pellets.
Centro de mayores
Teniendo en cuenta las tablas Excel, que resumen las necesidades de ACS, calefacción y
refrigeración, y el porcentaje que satisface la instalación de solar y absorción durante las diez
horas de funcionamiento, se obtienen los resultados expuestos en la siguiente tabla:
Cálculos 93
mes número
de días F
Qa Total
(MJ/mes)
Qa cubierto por
instalación solar+
absorción(MJ/mes)
Qa a cubrir con
sistema auxiliar
(MJ/mes)
Qa cubrir con
sistema
auxiliar
(MJ/día)
Qa cubrir
con
sistema
auxiliar
(kWh/día)
Potencia a
cubrir por
sistema
auxiliar
( kW)
Ene. 31 0,54 117.047 63415,6 53631,6 1730,1 480,57 48,06
Feb. 28 0,63 105.615 67063,9 38550,8 1376,8 382,45 38,24
Mar. 31 0,80 116.853 93394,1 23458,8 756,7 210,20 21,02
Abr. 30 0,84 113.008 94992,5 18015,6 600,5 166,81 16,68
May. 31 0,44 316.201 140448,5 175752,6 5669,4 1.574,84 157,48
Jun. 30 0,47 305.963 144631,0 161332,5 5377,7 1.493,82 149,38
Jul. 31 0,49 316.123 155496,5 160626,8 5181,5 1.439,31 143,93
Ago. 31 0,47 316.162 148423,4 167738,9 5410,9 1.503,04 150,30
Sep. 30 0,43 306.001 131984,5 174016,5 5800,6 1.611,26 161,13
Oct. 31 0,36 316.240 113463,0 202777,0 6541,2 1.817,00 181,70
Nov. 30 0,57 113.083 64052,7 49030,7 1634,4 453,99 45,40
Dic. 31 0,49 116.969 57748,4 59221,0 1910,4 530,65 53,07
Cálculos 94
Por lo tanto se observa, que la máxima potencia necesaria para satisfacer la demanda de las
necesidades al completo, se da en el mes de Octubre, necesitando una potencia de 181,70
kW.
La caldera de biomasa utilizada en este caso es una caldera modular de acero para
combustibles de biomasa de la Marca LASIAN BIO- SELECT 180 de potencia útil de 180
kW que está compuesta por dos módulos, teniendo que acoplar el depósito de combustible a
parte.
ESTUDIO ECONÓMICO
Estudio económico 96
1. Introducción
Para saber si la instalación de refrigeración solar estudiada tiene un beneficio económico, y
no solo medioambiental, la compararemos con una instalación convencional de aire
acondicionado (instalación de refrigeración por compresión). Las instalaciones de
refrigeración solar resultan poco rentables puesto que tienen una amortización muy lenta y
en la mayoría de ocasiones más larga que la vida útil de la instalación. Esto es debido a que
los costes de la maquinaria y las placas solares son muy elevados y no resultan factibles para
una vivienda unifamiliar y si para instalaciones de mayor envergadura como en el caso de
edificios de gran concurrencia de personas (hospitales, grandes oficinas).
Un proyecto de ingeniería surge para satisfacer una necesidad. En este sentido los proyectos
de energía solar térmica, y en concreto el descrito en este documento, cumplen esta máxima
en un triple ámbito:
Lograr la autosuficiencia del usuario al evitar la dependencia de fuentes energéticas
convencionales, lo que redunda en una mayor comodidad.
Contribuir de manera notable a frenar los efectos derivados del efecto invernadero,
mediante la no emisión de producto de combustión alguno.
Y por último, llegar a alcanzar un beneficio económico mediante el aprovechamiento
de una energía que llega directa y gratuitamente al emplazamiento.
El tercer aspecto económico el discutido en este punto.
En la actualidad las placas solares térmicas se están haciendo un hueco en el sector de la
energía destinada al hogar gracias a las subvenciones que se aportan para este tipo de
instalaciones y a la rápida amortización que producen usadas para producir agua caliente
sanitaria o calefacción.
El aprovechamiento de la energía solar para la refrigeración es poco rentable debido a una
maquinaría muy costosa y poco adaptadas al uso doméstico. Si se impulsase este sector
mediante más subvenciones, las empresas adaptarían sus máquinas para el uso domestico,
Estudio económico 97
reduciendo los costes y aumentando la eficacia de las máquinas de refrigeración por
absorción o adsorción.
De todas maneras la instalación de refrigeración solar diseñada en este proyecto, aunque no
sea amortizable en un número de años razonable, produce un ahorro energético y por lo
tanto, un ahorro en la factura de la luz respecto a las instalaciones de refrigeración
convencionales por compresión. Y es en este ahorro en el que nos basaremos para realizar el
estudio económico de la instalación.
2. Consideraciones iniciales
En todo momento ha de diferenciarse la inversión necesaria para la instalación solar, y la
correspondiente a la convencional.
El sistema convencional elegido para las instalaciones a estudiar es el de una bomba de calor
aire- agua reversible para que sirva tanto para calefacción como para refrigeración, a igual
que la instalación de máquina de absorción, solar y caldera de biomasa.
Por lo tanto, para los dos casos se han elegido unas bombas de calor de la Serie IWB de la
marca CIATESA. Para el caso de la vivienda, sería una máquina modelo IWB- 315
“CIATESA”, de potencia frigorífica 59,5 kW y calorífica de 61 kW, cuyo precio asciende a
18.189,41 euros más un coste de mantenimiento decenal de 11.641,22 euros. Y para el caso
del centro multiusos, se eligió una bomba de calor modelo IWB-630 “CIATESA” de
potencias frigoríficas y caloríficas de 119,4 kW y 122 kW respectivamente, cuyo precio
asciende a 32.995 euros más un coste de mantenimiento decenal de 21.117,42 euros.
En cuanto al sistema innovador de máquina de absorción, solar y biomasa, que se estudia
para instalar en los dos edificios, el presupuesto asciende a un total de 262.500 euros para la
vivienda y a un total de 675.959 euros para el centro multiusos.
A continuación se muestra el impacto de los distintos elementos de la instalación solar en el
presupuesto para cada uno de los edificios.
Estudio económico 98
Vivienda unifamiliar
Gráfica 1Peso de los componentes de la instalación sobre el presupuesto dela vivienda
Se observa que los colectores tienen un peso muy importante en el presupuesto de la
instalación, al igual que la máquina de absorción. Estos aspectos se tendrán en cuenta a la
hora de hacer un análisis de alternativas en el futuro.
Máquina absorción
18%
Colectores40%
Torre de refrig.2%
Tanques alm.15%
caldera bio.3%
accesorios puesta marcha
1%
accesorios limpieza
automática1%
conjunto accesorios:vaso
expansio,etc.20%
Presupuesto/componentes instalación
Estudio económico 99
Centro de mayores
Gráfica 2 Peso de los componentes de la instalación en el presupuesto del CM
Se observa que los colectores tienen un peso muy importante en el presupuesto de la
instalación, ya que suponen más de la mitad del presupuesto. Estos aspectos se tendrán en
cuenta a la hora de hacer un análisis de alternativas en el futuro.
Además hay que tener en cuenta, que la Región de Murcia proporciona ayudas y
subvenciones para la ejecución y explotación de proyectos de gestión energética sostenible
en el medio rural y urbano por medio de instalaciones de aprovechamiento de recursos
energéticos renovables, en el área solar térmica, biomasa, biogás y biocarburantes. En este
proyecto, las ayudas serán en el campo de la biomasa y de la solar térmica. Según el boletín
oficial de la Región de Murcia número 110, y según el artículo 6, se explican las cuantías de
las subvenciones y en el artículo 2 las condiciones que tienen que cumplir las futuras
instalaciones para obtener dichas ayudas.
Máquina absorción
10%
Colectores55%
Torre de refrig.2%
Tanques alm.16%
caldera bio.5%
silo para caldera
1%
recogida cenizas auto.0,4%
Conjunto accesorios 11%
Presupuesto/componentes instalación
Estudio económico 100
Las dos instalaciones estudiadas en este proyecto cumplen las condiciones de concesión de
las subvenciones.
Dichas ayudas ascienden en el caso de la vivienda, en lo referente a la instalación de biomasa
(con un coste de referencia de 600€/kW de potencia instalada) a un 50% del coste de
referencia, es decir a 15.000 euros; y en lo referente a la solar térmica (con un coste de
referencia de 710,5€/m2) a un 37% del coste de referencia, por lo tanto a 39.432,75 euros.
Para el caso del centro de mayores, las subvenciones ascienden a 54.000 euros para la
instalación de biomasa y a 140.380,59 euros para la instalación de solar térmica.
3. Definición de las variables
Para el estudio económico de viabilidad de las instalaciones estudiadas se necesitarán una
serie de datos como la evolución del precio de la electricidad en los últimos años, la
evolución del IPC general para analizar la evolución que puede darse en el precio de la
biomasa, y la evolución de la tasa de descuento.
A continuación se muestran los datos utilizados para determinar el porcentaje con el que
consideraremos que varía cada factor importante en el análisis económico de viabilidad del
proyecto:
Evolución precio de electricidad en los hogares españoles
Los datos han sido recogidos en la base de datos del Eurostat, donde el coste de la
electricidad en España ha pasado de situarse por debajo de la media europea a colocarse
ligeramente por encima de la media de la UE (+ 5 %)
Estudio económico 101
Gráfica 3Evolución del precio de la electricidad en los hogares
Tabla 13Comparativa de los precios de electricidad con Europa
Aproximando la evolución del precio de la electricidad en los próximos 10 años gracias al
proceso de regresión con un polinomio de tercer grado, observamos que una posible
evolución del precio de la energía eléctrica, sería un aumento considerable.
00,020,040,060,08
0,10,120,14
01
/01
/19
98
01
/01
/19
99
01
/01
/20
00
01
/01
/20
01
01
/01
/20
02
01
/01
/20
03
01
/01
/20
04
01
/01
/20
05
01
/01
/20
06
01
/01
/20
07
01
/01
/20
08
01
/01
/20
09
pre
cio
ele
ctri
cid
ad e
n e
uro
/kW
h
Evolución del precio de la electricidad en los hogares
precio de la electricidad a consumidores en /kWh
Estudio económico 102
Gráfica 4 Evolución de los precios de la electricidad y la predicción
Este considerable aumento no se puede explicar por la evolución de los precios del mercado
eléctrico (pool), que incluso se ha reducido desde el 2005.
Gráfica 5Evolución histórica del precio de la luz y del pool
Una de las principales causas de este incremento, es el sobrecoste de las renovables, que
explica más de un 120 % de la variación de la factura eléctrica.
y = 1E-12x3 - 1E-07x2 + 0,0054x - 64,605
00,05
0,10,15
0,20,25
0,30,35
0,4
01
/01
/19
98
01
/01
/20
00
01
/01
/20
02
01
/01
/20
04
01
/01
/20
06
01
/01
/20
08
01
/01
/20
10
01
/01
/20
12
01
/01
/20
14
01
/01
/20
16
01
/01
/20
18
pre
cio
ele
ctri
cid
ad e
n e
uro
/kW
h
Evolución del precio de la electricidad en los hogares
precio de la electricidad a consumidores en /kWh
Estudio económico 103
Gráfica 6 Variación de los costes de la factura eléctrica (1997-2009)
Según estimaciones del Gobierno, el coste total estimado de las actividades reguladas
(primas de renovables, costes de peajes de distribución y transporte y otros conceptos),
necesarias para suministrar electricidad en 2010, es aproximadamente de 16.050 millones de
euros, mientras que los fondos previstos a ser cobrados a los consumidores por estos mismos
conceptos, vía TUR y ATR, ascenderán a 13.050 millones de euros. Es decir, ni siquiera con
las subidas en las distintas tarifas se recuperará lo necesario para cubrir todos los costes de
las actividades reguladas del sistema eléctrico. En este sentido, la subida aún deberá ser
mayor para recuperar los 3.000 millones que faltan. Esto se debe entre otras cosas a las
primas de las y al déficit de tarifa antiguos.
Además, se conoce que existe una relación estrecha entre el aumento de precio del petróleo y
el precio de la energía eléctrica. A continuación se muestra una gráfica en la que se observa
la evolución del barril de petróleo y de las causas de estos aumentos.
Estudio económico 104
Gráfica 7Evolución precio petróleo
Por lo tanto, después de este análisis, se observó una variación entre 1998 y el 2009 del 36,8
%, por lo tanto podemos considerar una variación anual del 3,5 % para el estudio económico
de viabilidad en el precio de la electricidad.
Evolución del IPC general
Gracias a datos recogidos en el Instituto Nacional de Estadística, se observa la evolución del
índice de precios de consumo desde el año 1941 hasta hoy en día.
Gráfica 8 Evolución IPC anual desde 1941 hasta 2007
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
01
/01
/19
88
01
/09
/19
89
01
/05
/19
91
01
/01
/19
93
01
/09
/19
94
01
/05
/19
96
01
/01
/19
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01
/09
/19
99
01
/05
/20
01
01
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03
01
/09
/20
04
01
/05
/20
06
01
/01
/20
08
01
/09
/20
09
precio del barril de petroleo
precio del barril de petroleo
Guerra del GolfoAtentados del 11 S
3ª Crisis del petróleo
Estudio económico 105
Gráfica 9 Evolución IPC general del 1967 hasta 2010 con predicción
Procediendo de la misma forma que para estimar la posible evolución del precio de la
electricidad en los próximos años, se aplicó el método de la regresión con un polinomio de
tercer orden.
Dicho crecimiento se explicaría con el aumento de las distintas materias primas, como por
ejemplo el del petróleo, como ya se ha mencionado con anterioridad, y el de los cereales.
Estos datos han sido obtenidos en la base de Eurostat.
Gráfica 10 Evolución precio de los cereales y su predicción
-10,00%
-5,00%
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
01
/10
/19
67
01
/04
/19
71
01
/04
/19
74
01
/10
/19
76
01
/04
/19
78
01
/10
/19
79
01
/01
/19
82
01
/01
/19
85
01
/01
/19
88
01
/01
/19
91
01
/01
/19
94
01
/01
/19
97
01
/01
/20
00
año
20
03
año
20
06
01
/03
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07
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/06
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07
01
/09
/20
07
01
/12
/20
07
01
/03
/20
08
01
/06
/20
08
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Evolución de IPC general (%)
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Evolución precio de los cereales
precio por cada 100 kg
Polinómica (precio por cada 100 kg )
Estudio económico 106
En base a estos datos estimaremos un aumento del 2,5% anual, en el precio de la biomasa.
Evolución de la tasa de descuento
Para el cálculo del valor neto actual (VAN), necesitaremos este dato.
En la siguiente tabla se muestra una estimación de los últimos años:
Período
Incremento
relativo
(%)
Mayo 2004 a Mayo 2005 3,1
Junio 2004 a Junio 2005 3,1
Julio 2004 a Julio 2005 3,3
Agosto 2004 a Agosto 2005 3,3
Septiembre 2004 a Septiembre 2005 3,7
Octubre 2004 a Octubre 2005 3,5
Noviembre 2004 a Noviembre 2005 3,4
Diciembre 2004 a Diciembre 2005 3,7
Enero 2005 a Enero 2006 4,2
Febrero 2005 a Febrero 2006 4
Marzo 2005 a Marzo 2006 3,9
Abril 2005 a Abril 2006 3,9
Tabla 14 Evolución tasa de inflación
Por lo tanto, tomaremos como valor de la tasa de descuento de 4%.
Por último queda por definir el precio de la electricidad hoy en día, al igual que el precio de
la biomasa.
Según datos actuales se estima el valor de la biomasa en 0,2667 euros/kg para uso
residencial y para usos más amplios en 0,20 euros/kg.
En cuanto al precio de la electricidad se estimará en 0,12 cent€/kWh.
Estudio económico 107
4. Definición de los escenarios
Para el estudio económico de viabilidad del proyecto, se estudiarán tres posibles escenarios:
Escenario neutro
Escenario optimista
Escenario pesimista
A continuación se explicarán uno a uno los escenarios a estudiar.
El primer escenario que se va a estudiar, será el neutro, que es en el que el precio de la
electricidad seguirá una evolución normal, al igual que el precio de la biomasa. En este
escenario, se utilizarán como datos de variación de precios los considerados en el aportado
anterior, al igual que los precios de los distintos componentes de la instalación de
refrigeración solar.
En cuanto al escenario optimista, se considerará un aumento considerable del precio de la
electricidad basándonos en una serie de circunstancias en las que se encuentra el país y más
en concreto, el sector de la energía.
En los últimos años, los ingresos proporcionados por las tarifas eléctricas están resultando
insuficientes para abonar todas las retribuciones que han de ser sufragadas por medio de las
mismas, y ello ha dado lugar a la aparición del “déficit tarifario”.
El déficit de tarifa (la diferencia entre el coste de la energía y lo que por ella paga el
consumidor), alcanzó de enero a noviembre de 2009 los 4.065 millones de euros, según la
undécima liquidación provisional del sector publicada por la Comisión Nacional de la
Energía, CNE. Además, excedió el máximo de 3.500 millones del presente ejercicio que se
financiaron a través del Fondo de Titulización del Déficit de Tarifa,
fijado en el real decreto ley 6/2009.
Sin embargo, el déficit de tarifa del sistema eléctrico ascendió a 852 millones de euros en los
tres primeros meses de este año, según datos de la Comisión Nacional de la Energía (CNE).
Estudio económico 108
El déficit tarifario produce consumos excesivos y beneficios adicionales a las compañías
eléctricas, en la siguiente gráfica se muestra en lo que consiste el déficit tarifario.
Gráfica 11 Definición de déficit tarifario
El déficit tarifario se genera porque con la entrada en vigor del Protocolo de Kioto, se
introdujo un nuevo coste de producción: los derechos de emisión de CO2, y además las
primas de las renovables también se incluyen como coste en las tarifas. Sin embargo, las
tarifas no han recogido este incremento en el precio de la electricidad.
El déficit tarifario es insostenible, ya que con los niveles actuales de precios y las tarifas en
vigor, en 2008 superó los 5.100M€, con una deuda total acumulada de 13.500M€(esto
supone más del 55% de los ingresos anuales del sistema eléctrico).De seguir así, la deuda
acumulada en 2012 llegaría a 26.900 M€ y supondría el 80% de la recaudación del sistema
eléctrico. Su servicio (intereses más principal) ascendería a 2.900M€al año.
Estudio económico 109
Gráfica 12 Evolución del déficit y de la deuda acumulada si no se actúa
Por lo tanto es imposible acabar con el déficit tarifario sin subir los precios de la
electricidad, entre un 12- 24 % potenciado más aún por el incremento del IVA y del
previsible aumento del precio del petróleo.
Este aumento en la factura de la luz se verá afectado también a la reducción de la generación
de energía gracias a las centrales nucleares, ya que esto implicará hacer frente al incremento
de costes provocado por tener que usar tecnologías alternativas, para compensar una
producción anual como la que supone una central nuclear.
Si el Gobierno decide cerrar el resto de centrales nucleares que producen 59.000 millones de
KWh/año, el coste de generación se incrementaría entre 3.600 y 5.700 millones de euros
anuales, función del precio del gas, con lo que el recibo de la luz subiría entre el 14 y el 23%
adicional.
A continuación se muestra un mapa de España, en el que se observan las distintas centrales
nucleares que están activas y las que ya no lo están.
Estudio económico 110
Figura 11Mapa de situación de las centrales nucleares en activo y desmanteladas en España
Por lo tanto, para este escenario se considerará un aumento del 12% en el precio de la
electricidad, más un IVA del 2%, por lo tanto un aumento en la factura de la luz del 12,24%.
En cuanto al precio de la biomasa, se considerará que varía en función del valor determinado
en el escenario neutro.
En lo referente al escenario pesimista, se considerará que el precio de la biomasa podrá
aumentar debido a las distintas complicaciones climatológicas que se pueden dar a lo largo
de un año, como por ejemplo heladas o lluvias torrenciales que destruyan los cultivos que
satisfacen la demanda de biomasa, es decir que es un recurso de producción estacional.
En cuanto a la biomasa utilizada para la instalación en cuestión, se trata de biomasa en forma
de pellets de cualquier tipo de cultivo, cáscara de almendra, hueso de aceituna, etc.
Estudio económico 111
En los siguientes gráficos se muestran las precipitaciones medias acumuladas desde inicio de
año hidrológico hasta el mes abril desde el año 2002 hasta el 2010 y la evolución
pluviométrica en España.
Gráfica 13 Evolución años hidrológicos
Gráfica 14 Evolución pluviometría en España desde 1989 hasta 2006
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06
Evolución pluviometría en España
Estudio económico 112
En el siguiente gráfico se muestra la evolución en los últimos años en la Región de Murcia
de la cáscara de almendra, biomasa utilizada para las calderas instaladas en los sistemas de
refrigeración solar en los edificios a estudiar.
Gráfica 15 Evolución de la producción de cáscara de almendra en Murcia
Se observa una disminución en el año 2004, debida posiblemente a la escasez de lluvias en
ese periodo, como se puede observar en la gráfica 14. Sin embargo en el año 2010, la
producción de cáscara de almendra se redujo respecto al año anterior en un 44,65%, debido a
las intensas heladas de la primavera del año 2010.
Por lo tanto debido a todos estos aspectos, se considera en este escenario, que la variación
del precio de la biomasa será de un 4,5%, y la del precio de la electricidad bajaría hasta un
2,5% debido a las intensas lluvias, que han aumentado los niveles de los embalses españoles.
5. Estudio de viabilidad
A continuación se mostrarán en varias tablas, los resultados de los distintos escenarios
estudiados tanto en el caso de la vivienda unifamiliar como en el centro de mayores.
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Evolución de la producción de cáscara de almendra en Murcia
Estudio económico 113
Vivienda unifamiliar
Escenario neutro
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar + absorción 262.500,0
Máquina absorción+ resto instalación 157.350,0
Colectores 105.150,0
Mantenimiento 0,0 1.000,0 1.025,0 1.050,6 1.076,9 1.103,8 1.131,4 1.159,7 1.188,7 1.218,4 1.248,9
coste eléctrico 0,0 814,8 843,3 872,8 903,3 934,9 967,7 1.001,5 1.036,6 1.072,9 1.110,4
coste biomasa 0,0 7.788,0 7.982,7 8.182,3 8.386,9 8.596,5 8.811,4 9.031,7 9.257,5 9.489,0 9.726,2
coste total combustible(€) 0,0 8.602,8 8.826,0 9.055,1 9.290,2 9.531,5 9.779,1 10.033,3 10.294,1 10.561,8 10.836,6
Subvenciones 54.432,8
Coste de la inversión inicial 208.067,3
Convencional
Inversión convencional 18.189,4
Mantenimiento 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1
Coste eléctrico(€) 0,0 10.686,7 11.060,7 11.447,9 11.848,5 12.263,2 12.692,5 13.136,7 13.596,5 14.072,4 14.564,9
Estudio económico 114
Año Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Gastos(€) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Absorción
Inversión inicial solar +
absorción
Máquina absorción+
resto instalación
Colectores
Mantenimiento
coste eléctrico 1.280,1 1.312,1 1.344,9 1.378,5 1.413,0 1.448,3 1.484,5 1.521,6 1.559,7 1.598,7 1.638,6 1.679,6 1.721,6 1.764,6 1.808,7
coste biomasa 1.149,3 1.189,5 1.231,1 1.274,2 1.318,8 1.365,0 1.412,8 1.462,2 1.513,4 1.566,4 1.621,2 1.677,9 1.736,7 1.797,4 1.860,3
coste total
combustible(€) 9.969,3 10.218,6 10.474,0 10.735,9 11.004,3 11.279,4 11.561,4 11.850,4 12.146,7 12.450,3 12.761,6 13.080,6 13.407,6 13.742,8 14.086,4
Subvenciones 11.118,6 11.408,1 11.705,2 12.010,1 12.323,1 12.644,4 12.974,1 13.312,6 13.660,1 14.016,7 14.382,8 14.758,6 15.144,3 15.540,3 15.946,7
Coste de la inversión
inicial
Convencional
Inversión convencional
Mantenimiento
Coste eléctrico(€) 1.164,1 1.193,2 1.223,1 1.253,6 1.285,0 1.317,1 1.350,0 1.383,8 1.418,4 1.453,8 1.490,2 1.527,4 1.565,6 1.604,8 1.644,9
15.074,7 15.602,3 16.148,3 16.713,5 17.298,5 17.904,0 18.530,6 19.179,2 19.850,4 20.545,2 21.264,3 22.008,5 22.778,8 23.576,1 24.401,3
Estudio económico 115
Ingresos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ahorro en consumo instalación solar+ absorción 0,0 2.083,9 2.234,7 2.392,8 2.558,4 2.731,8 2.913,4 3.103,4 3.302,4 3.510,5 3.728,3
Ahorro en instalación -189.877,8
Ahorro en consumo acumulado en 25 años 118.489,8
Ahorro en mantenimiento 349,4 320,9 291,3 260,8 229,2 196,5 162,6 127,5 91,2 53,7
Ahorro total 2.433,3 2.555,6 2.684,1 2.819,2 2.961,0 3.109,8 3.266,0 3.429,9 3.601,8 3.782,0
Ahorro acumulado en 25 años 118.107,3
VAN anual -205.727,5 -203.364,7 -200.978,6 -198.568,7 -196.135,0 -193.677,3 -191.195,4 -188.689,2 -186.158,7 -183.603,7
Van a los 25 años -141.248,5
Estudio económico 116
Ingresos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ahorro en
consumo
instalación
solar+ absorción
3.956,0 4.194,2 4.443,2 4.703,4 4.975,4 5.259,6 5.556,5 5.866,6 6.190,4 6.528,5 6.881,5 7.250,0 7.634,5 8.035,8 8.454,5
Ahorro en
instalación
Ahorro en
consumo
acumulado en
25 años
Ahorro en
mantenimiento 43,9 33,5 22,5 10,7 -1,7 -15,0 -29,0 -43,8 -59,6 -76,2 -93,8 -112,3 -131,9 -152,6 -1.860,3
Ahorro total 4.000,0 4.227,7 4.465,7 4.714,2 4.973,7 5.244,6 5.527,5 5.822,7 6.130,8 6.452,3 6.787,8 7.137,7 7.502,7 7.883,3 6.594,2
Ahorro
acumulado en
25 años
VAN anual -181.005,4 -178.364,7 -175.682,8 -172.960,5 -170.198,8 -167.398,6 -164.561,0 -161.686,7 -158.776,8 -155.832,0 -152.853,3 -149.841,5 -146.797,5 -143.722,1 -141.248,5
Estudio económico 117
Escenario pesimista
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar + absorción 262.500,0
Máquina absorción+ resto instalación 157.350,0
Colectores 105.150,0
Mantenimiento 0,0 1.000,0 1.045,0 1.092,0 1.141,2 1.192,5 1.246,2 1.302,3 1.360,9 1.422,1 1.486,1
coste eléctrico 0,0 814,8 835,1 856,0 877,4 899,3 921,8 944,9 968,5 992,7 1.017,5
coste biomasa 0,0 7.788,0 8.138,5 8.504,7 8.887,4 9.287,4 9.705,3 10.142,0 10.598,4 11.075,4 11.573,7
coste total combustible(€) 0,0 8.602,8 8.973,6 9.360,7 9.764,8 10.186,7 10.627,1 11.086,9 11.566,9 12.068,1 12.591,3
Subvenciones 54.432,8
Coste de la inversión inicial 208.067,3
Convencional
Inversión convencional 18.189,4
Mantenimiento 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1
Coste eléctrico(€) 0,0 10.686,7 10.953,9 11.227,7 11.508,4 11.796,1 12.091,0 12.393,3 12.703,1 13.020,7 13.346,2
Estudio económico 118
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar +
absorción
Máquina absorción+ resto
instalación
Colectores
Mantenimiento 1.553,0 1.622,9 1.695,9 1.772,2 1.851,9 1.935,3 2.022,4 2.113,4 2.208,5 2.307,9 2.411,7 2.520,2 2.633,7 2.752,2 2.876,0
coste eléctrico 1.043,0 1.069,0 1.095,8 1.123,1 1.151,2 1.180,0 1.209,5 1.239,7 1.270,7 1.302,5 1.335,1 1.368,4 1.402,7 1.437,7 1.473,7
coste biomasa 12.094,6 12.638,8 13.207,6 13.801,9 14.423,0 15.072,0 15.750,3 16.459,0 17.199,7 17.973,7 18.782,5 19.627,7 20.510,9 21.433,9 22.398,5
coste total combustible(€) 13.137,5 13.707,8 14.303,3 14.925,1 15.574,2 16.252,0 16.959,8 17.698,8 18.470,4 19.276,2 20.117,6 20.996,1 21.913,6 22.871,7 23.872,1
Subvenciones
Coste de la inversión inicial
Convencional
Inversión convencional
Mantenimiento 1.164,1 1.216,5 1.271,3 1.328,5 1.388,2 1.450,7 1.516,0 1.584,2 1.655,5 1.730,0 1.807,8 1.889,2 1.974,2 2.063,1 2.155,9
Coste eléctrico(€) 13.679,9 14.021,9 14.372,4 14.731,7 15.100,0 15.477,5 15.864,5 16.261,1 16.667,6 17.084,3 17.511,4 17.949,2 18.397,9 18.857,9 19.329,3
Estudio económico 119
Ingresos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ahorro en consumo instalación solar+ absorción 0,0 2.083,9 1.980,3 1.867,0 1.743,6 1.609,4 1.463,9 1.306,4 1.136,2 952,7 755,0
Ahorro en instalación -189.877,8
Ahorro en consumo acumulado en 25 años -9.871,0
Ahorro en mantenimiento 164,1 119,1 72,1 23,0 -28,4 -82,1 -138,1 -196,7 -258,0 -322,0
Ahorro total 2.248,1 2.099,4 1.939,1 1.766,5 1.581,0 1.381,9 1.168,3 939,5 694,7 433,0
Ahorro acumulado en 25 años -18.599,8
VAN anual -205.905,7 -203.964,7 -202.240,8 -200.730,8 -199.431,3 -198.339,2 -197.451,4 -196.764,9 -196.276,8 -195.984,3
Van a los 25 años -210.355,4
Estudio económico 120
Ingresos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ahorro en
consumo
instalación
solar+
absorción
542,4 314,0 69,1 -193,3 -474,2 -774,5 -1.095,3 -1.437,7 -1.802,8 -2.191,9 -2.606,1 -3.046,9 -3.515,7 -4.013,8 -4.542,8
Ahorro en
instalación
Ahorro en
consumo
acumulado en
25 años
Ahorro en
mantenimiento -388,8 -406,3 -424,6 -443,7 -463,7 -484,6 -506,4 -529,2 -553,0 -577,9 -603,9 -631,0 -659,4 -689,1 -720,1
Ahorro total 153,5 -92,3 -355,5 -637,0 -937,9 -1.259,1 -1.601,7 -1.966,8 -2.355,8 -2.769,7 -3.210,0 -3.678,0 -4.175,1 -4.702,9 -5.262,9
Ahorro
acumulado en
25 años
VAN anual -195.884,6 -195.942,2 -196.155,7 -196.523,6 -197.044,4 -197.716,6 -198.538,9 -199.509,8 -200.627,9 -201.892,0 -203.300,6 -204.852,6 -206.546,5 -208.381,2 -210.355,4
Estudio económico 121
Escenario optimista
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar + absorción 262.500,0
Máquina absorción+ resto instalación 157.350,0
Colectores 105.150,0
Mantenimiento 0,0 1.000,0 1.025,0 1.050,6 1.076,9 1.103,8 1.131,4 1.159,7 1.188,7 1.218,4 1.248,9
coste eléctrico 0,0 814,8 914,5 1.026,4 1.152,0 1.293,1 1.451,3 1.629,0 1.828,3 2.052,1 2.303,3
coste biomasa 0,0 7.788,0 7.982,7 8.182,3 8.386,9 8.596,5 8.811,4 9.031,7 9.257,5 9.489,0 9.726,2
coste total combustible(€) 0,0 8.602,8 8.897,2 9.208,7 9.538,9 9.889,6 10.262,8 10.660,7 11.085,9 11.541,1 12.029,5
Subvenciones 54.432,8
Coste de la inversión inicial 208.067,3
Convencional
Inversión convencional 18.189,4
Mantenimiento 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1 1.164,1
Coste eléctrico(€) 0,0 10.686,7 11.994,8 13.462,9 15.110,8 16.960,3 19.036,3 21.366,3 23.981,6 26.916,9 30.211,5
Estudio económico 122
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar +
absorción
Máquina absorción+ resto
instalación
Colectores
Mantenimiento 1.280,1 1.312,1 1.344,9 1.378,5 1.413,0 1.448,3 1.484,5 1.521,6 1.559,7 1.598,7 1.638,6 1.679,6 1.721,6 1.764,6 1.808,7
coste eléctrico 2.585,2 2.901,7 3.256,8 3.655,5 4.102,9 4.605,1 5.168,8 5.801,4 6.511,5 7.308,5 8.203,1 9.207,2 10.334,1 11.599,0 13.018,7
coste biomasa 9.969,3 10.218,6 10.474,0 10.735,9 11.004,3 11.279,4 11.561,4 11.850,4 12.146,7 12.450,3 12.761,6 13.080,6 13.407,6 13.742,8 14.086,4
coste total combustible(€) 12.554,6 13.120,2 13.730,9 14.391,4 15.107,2 15.884,5 16.730,1 17.651,8 18.658,2 19.758,9 20.964,7 22.287,8 23.741,8 25.341,9 27.105,2
Subvenciones
Coste de la inversión inicial
Convencional
Inversión convencional
Mantenimiento 1.164,1 1.216,5 1.271,3 1.328,5 1.388,2 1.450,7 1.516,0 1.584,2 1.655,5 1.730,0 1.807,8 1.889,2 1.974,2 2.063,1 2.155,9
Coste eléctrico(€) 33.909,4 38.059,9 42.718,5 47.947,2 53.816,0 60.403,0 67.796,4 76.094,7 85.408,6 95.862,7 107.596,2 120.766,0 135.547,8 152.138,8 170.760,6
Estudio económico 123
Ingresos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ahorro en consumo instalación solar+
absorción 0,0 2.083,9 3.097,6 4.254,2 5.571,9 7.070,8 8.773,5 10.705,6 12.895,7 15.375,8 18.182,0
Ahorro en instalación -189.877,8
Ahorro en consumo acumulado en 25 años 1.099.808,0
Ahorro en mantenimiento 164,1 139,1 113,5 87,2 60,3 32,7 4,4 -24,6 -54,3 -84,7
Ahorro total 2.248,1 3.236,7 4.367,7 5.659,1 7.131,1 8.806,2 10.710,1 12.871,1 15.321,5 18.097,3
Ahorro acumulado en 25 años 1.101.486,6
VAN anual -205.905,7 -202.913,2 -199.030,3 -194.192,8 -188.331,6 -181.371,9 -173.233,1 -163.828,3 -153.063,6 -140.837,7
Van a los 25 años 320.871,4
Estudio económico 124
Ingresos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ahorro en consumo
instalación solar+
absorción
21.354,9 24.939,7 28.987,6 33.555,9 38.708,8 44.518,5 51.066,2 58.442,8 66.750,4 76.103,8 86.631,5 98.478,2 111.806,0 126.797,0 143.655,5
Ahorro en
instalación
Ahorro en consumo
acumulado en 25
años
Ahorro en
mantenimiento -116,0 -95,6 -73,6 -50,1 -24,7 2,4 31,5 62,6 95,8 131,3 169,2 209,6 252,6 298,4 347,2
Ahorro total 21.238,9 24.844,1 28.914,0 33.505,8 38.684,0 44.521,0 51.097,7 58.505,4 66.846,3 76.235,1 86.800,8 98.687,8 112.058,7 127.095,4 144.002,6
Ahorro acumulado
en 25 años
VAN anual -127.041,3 -111.523,8 -94.158,8 -74.810,0 -53.330,2 -29.560,1 -3.327,9 25.552,1 57.280,1 92.072,9 130.164,0 171.805,8 217.271,0 266.853,6 320.871,4
Estudio económico 125
Centro de mayores
Escenario neutro
Estudio económico y de viabilidad de la instalación en centro de mayores
Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar + absorción 675.959,2
Máquina absorción+ resto instalación 301.625,2
Colectores 374.334,0
Mantenimiento 0,0 1.000,0 1.025,0 1.050,6 1.076,9 1.103,8 1.131,4 1.159,7 1.188,7 1.218,4 1.248,9
coste eléctrico 0,0 1.379,1 1.427,4 1.477,3 1.529,1 1.582,6 1.638,0 1.695,3 1.754,6 1.816,0 1.879,6
coste biomasa 0,0 18.231,8 18.687,6 19.154,8 19.633,7 20.124,5 20.627,6 21.143,3 21.671,9 22.213,7 22.769,0
coste total combustible(€) 0,0 19.610,9 20.115,0 20.632,1 21.162,7 21.707,1 22.265,6 22.838,6 23.426,5 24.029,7 24.648,6
Subvenciones 93.432,8
Coste de la inversión inicial 582.526,5
Convencional
Inversión convencional 32.995,0
Mantenimiento 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7
Coste eléctrico(€) 0,0 20.545,6 21.264,7 22.009,0 22.779,3 23.576,5 24.401,7 25.255,8 26.139,7 27.054,6 28.001,5
Estudio económico 126
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar +
absorción
Máquina absorción+ resto
instalación
Colectores
Mantenimiento 1.280,1 1.312,1 1.344,9 1.378,5 1.413,0 1.448,3 1.484,5 1.521,6 1.559,7 1.598,7 1.638,6 1.679,6 1.721,6 1.764,6 1.808,7
coste eléctrico 1.945,4 2.013,5 2.083,9 2.156,9 2.232,4 2.310,5 2.391,4 2.475,1 2.561,7 2.651,4 2.744,2 2.840,2 2.939,6 3.042,5 3.149,0
coste biomasa 23.338,2 23.921,7 24.519,7 25.132,7 25.761,1 26.405,1 27.065,2 27.741,8 28.435,4 29.146,3 29.874,9 30.621,8 31.387,3 32.172,0 32.976,3
coste total combustible(€) 25.283,6 25.935,2 26.603,7 27.289,6 27.993,4 28.715,6 29.456,6 30.216,9 30.997,1 31.797,6 32.619,1 33.462,0 34.326,9 35.214,5 36.125,3
Subvenciones
Coste de la inversión inicial
Convencional
Inversión convencional
Mantenimiento 2.111,7 2.164,5 2.218,6 2.274,1 2.331,0 2.389,2 2.449,0 2.510,2 2.573,0 2.637,3 2.703,2 2.770,8 2.840,1 2.911,1 2.983,8
Coste eléctrico(€) 28.981,6 29.995,9 31.045,8 32.132,4 33.257,0 34.421,0 35.625,8 36.872,7 38.163,2 39.498,9 40.881,4 42.312,2 43.793,2 45.325,9 46.912,3
Estudio económico 127
Ingresos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ahorro en consumo instalación solar+ absorción 0,0 934,7 1.149,7 1.376,8 1.616,6 1.869,5 2.136,2 2.417,2 2.713,2 3.024,9 3.352,9
Ahorro en instalación -549.531,5
Ahorro en consumo acumulado en 25 años 123.774,1
Ahorro en mantenimiento 1.111,7 1.086,7 1.061,1 1.034,9 1.007,9 980,3 952,0 923,1 893,3 862,9
Ahorro total 2.046,4 2.236,5 2.437,9 2.651,4 2.877,4 3.116,5 3.369,2 3.636,3 3.918,3 4.215,8
Ahorro acumulado en 25 años 148.601,4
VAN anual -580.558,7 -578.491,0 -576.323,7 -574.057,2 -571.692,2 -569.229,2 -566.668,9 -564.011,9 -561.258,9 -558.410,9
Van a los 25 años -502.144,1
Estudio económico 128
Ingresos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ahorro en
consumo
instalación
solar+
absorción
3.698,0 4.060,8 4.442,1 4.842,8 5.263,6 5.705,5 6.169,2 6.655,8 7.166,1 7.701,3 8.262,3 8.850,3 9.466,2 10.111,4 10.787,0
Ahorro en
instalación
Ahorro en
consumo
acumulado en
25 años
Ahorro en
mantenimiento 831,7 852,4 873,8 895,6 918,0 940,9 964,5 988,6 1.013,3 1.038,6 1.064,6 1.091,2 1.118,5 1.146,4 1.175,1
Ahorro total 4.529,6 4.913,2 5.315,9 5.738,4 6.181,6 6.646,4 7.133,7 7.644,4 8.179,4 8.739,9 9.326,9 9.941,5 10.584,7 11.257,9 11.962,1
Ahorro
acumulado en
25 años
VAN anual -555.468,5 -552.399,8 -549.207,2 -545.893,4 -542.461,0 -538.912,4 -535.250,2 -531.476,7 -527.594,4 -523.605,6 -519.512,6 -515.317,8 -511.023,3 -506.631,3 -502.144,1
Estudio económico 129
Escenario pesimista
Estudio económico y de viabilidad de la instalación en centro de mayores
Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar + absorción 675.959,2
Máquina absorción+ resto instalación 301.625,2
Colectores 374.334,0
Mantenimiento 0,0 1.000,0 1.045,0 1.092,0 1.141,2 1.192,5 1.246,2 1.302,3 1.360,9 1.422,1 1.486,1
coste eléctrico 0,0 1.379,1 1.413,6 1.448,9 1.485,2 1.522,3 1.560,3 1.599,4 1.639,3 1.680,3 1.722,3
coste biomasa 0,0 18.231,8 19.052,2 19.909,6 20.805,5 21.741,8 22.720,1 23.742,5 24.811,0 25.927,5 27.094,2
coste total combustible(€) 0,0 19.610,9 20.465,8 21.358,5 22.290,7 23.264,0 24.280,5 25.341,9 26.450,3 27.607,8 28.816,5
Subvenciones 93.432,8
Coste de la inversión inicial 582.526,5
Convencional
Inversión convencional 32.995,0
Mantenimiento 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7
Coste eléctrico(€) 0,0 20.545,6 21.059,2 21.585,7 22.125,4 22.678,5 23.245,5 23.826,6 24.422,3 25.032,8 25.658,6
Estudio económico 130
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar +
absorción
Máquina absorción+ resto
instalación
Colectores
Mantenimiento 1.553,0 1.622,9 1.695,9 1.772,2 1.851,9 1.935,3 2.022,4 2.113,4 2.208,5 2.307,9 2.411,7 2.520,2 2.633,7 2.752,2 2.876,0
coste eléctrico 1.765,4 1.809,5 1.854,8 1.901,1 1.948,7 1.997,4 2.047,3 2.098,5 2.151,0 2.204,7 2.259,8 2.316,3 2.374,2 2.433,6 2.494,4
coste biomasa 28.313,4 29.587,5 30.919,0 32.310,3 33.764,3 35.283,7 36.871,4 38.530,7 40.264,5 42.076,4 43.969,9 45.948,5 48.016,2 50.176,9 52.434,9
coste total combustible(€) 30.078,8 31.397,1 32.773,7 34.211,5 35.712,9 37.281,1 38.918,8 40.629,2 42.415,5 44.281,2 46.229,7 48.264,9 50.390,5 52.610,5 54.929,4
Subvenciones
Coste de la inversión inicial
Convencional
Inversión convencional
Mantenimiento 2.111,7 2.206,8 2.306,1 2.409,8 2.518,3 2.631,6 2.750,0 2.873,8 3.003,1 3.138,2 3.279,5 3.427,0 3.581,3 3.742,4 3.910,8
Coste eléctrico(€) 26.300,1 26.957,6 27.631,5 28.322,3 29.030,4 29.756,1 30.500,1 31.262,6 32.044,1 32.845,2 33.666,4 34.508,0 35.370,7 36.255,0 37.161,4
Estudio económico 131
Ingresos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ahorro en consumo instalación solar+ absorción 0,0 934,7 593,4 227,2 -165,3 -585,6 -1.035,0 -1.515,3 -2.028,0 -2.575,0 -3.157,9
Ahorro en instalación -549.531,5
Ahorro en consumo acumulado en 25 años -157.819,9
Ahorro en mantenimiento 1.111,7 1.066,7 1.019,7 970,6 919,2 865,6 809,5 750,9 689,6 625,6
Ahorro total 2.046,4 1.660,2 1.246,9 805,3 333,7 -169,5 -705,8 -1.277,2 -1.885,3 -2.532,2
Ahorro acumulado en 25 años -137.377,1
VAN anual -580.558,7 -579.023,8 -577.915,3 -577.227,0 -576.952,7 -577.086,7 -577.623,0 -578.556,2 -579.880,8 -581.591,5
Van a los 25 años -644.949,7
Estudio económico 132
Ingresos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ahorro en
consumo
instalación
solar+
absorción
-3.778,7 -4.439,4 -5.142,2 -5.889,1 -6.682,6 -7.524,9 -8.418,7 -9.366,6 -10.371,4 -11.436,0 -12.563,4 -13.756,9 -15.019,8 -16.355,6 -17.768,0
Ahorro en
instalación
Ahorro en
consumo
acumulado en
25 años
Ahorro en
mantenimiento 558,8 583,9 610,2 637,7 666,3 696,3 727,7 760,4 794,6 830,4 867,8 906,8 947,6 990,3 1.034,8
Ahorro total -3.219,9 -3.855,5 -4.532,0 -5.251,5 -6.016,2 -6.828,6 -7.691,0 -8.606,2 -9.576,7 -10.605,6 -11.695,6 -12.850,1 -14.072,1 -15.365,3 -16.733,2
Ahorro
acumulado en
25 años
VAN anual -583.683,1 -586.091,3 -588.813,1 -591.845,7 -595.186,3 -598.832,1 -602.780,5 -607.028,7 -611.574,3 -616.414,5 -621.546,9 -626.969,1 -632.678,5 -638.672,9 -644.949,7
Estudio económico 133
Escenario optimista
Estudio económico y de viabilidad de la instalación en centro de mayores
Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar + absorción 675.959,2
Máquina absorción+ resto instalación 301.625,2
Colectores 374.334,0
Mantenimiento 0,0 1.000,0 1.025,0 1.050,6 1.076,9 1.103,8 1.131,4 1.159,7 1.188,7 1.218,4 1.248,9
coste eléctrico 0,0 1.379,1 1.547,9 1.737,4 1.950,0 2.188,7 2.456,6 2.757,3 3.094,8 3.473,6 3.898,8
coste biomasa 0,0 18.231,8 18.687,6 19.154,8 19.633,7 20.124,5 20.627,6 21.143,3 21.671,9 22.213,7 22.769,0
coste total combustible(€) 0,0 19.610,9 20.235,5 20.892,2 21.583,7 22.313,2 23.084,2 23.900,6 24.766,7 25.687,3 26.667,8
Subvenciones 93.432,8
Coste de la inversión inicial 582.526,5
Convencional
Inversión convencional 32.995,0
Mantenimiento 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7 2.111,7
Coste eléctrico(€) 0,0 20.545,6 23.060,4 25.883,0 29.051,0 32.606,9 36.598,0 41.077,6 46.105,5 51.748,8 58.082,8
Estudio económico 134
Estudio económico y de viabilidad de la instalación vivienda unifamiliar
Año 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Gastos(€)
Absorción
Inversión inicial solar
+ absorción
Máquina absorción+
resto instalación
Colectores
Mantenimiento 1.280,1 1.312,1 1.344,9 1.378,5 1.413,0 1.448,3 1.484,5 1.521,6 1.559,7 1.598,7 1.638,6 1.679,6 1.721,6 1.764,6 1.808,7
coste eléctrico 4.376,0 4.911,6 5.512,8 6.187,6 6.944,9 7.795,0 8.749,1 9.820,0 11.022,0 12.371,0 13.885,3 15.584,8 17.492,4 19.633,5 22.036,6
coste biomasa 23.338,2 23.921,7 24.519,7 25.132,7 25.761,1 26.405,1 27.065,2 27.741,8 28.435,4 29.146,3 29.874,9 30.621,8 31.387,3 32.172,0 32.976,3
coste total
combustible(€) 27.714,2 28.833,3 30.032,6 31.320,3 32.706,0 34.200,1 35.814,3 37.561,8 39.457,3 41.517,3 43.760,2 46.206,6 48.879,7 51.805,5 55.012,9
Subvenciones
Coste de la inversión
inicial
Convencional
Inversión
convencional
Mantenimiento 2.111,7 2.164,5 2.218,6 2.274,1 2.331,0 2.389,2 2.449,0 2.510,2 2.573,0 2.637,3 2.703,2 2.770,8 2.840,1 2.911,1 2.983,8
Coste eléctrico(€) 65.192,2 73.171,7 82.127,9 92.180,3 103.463,2 116.127,1 130.341,1 146.294,8 164.201,3 184.299,5 206.857,8 232.177,2 260.595,7 292.492,6 328.293,7
Estudio económico 135
Ingresos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ahorro en consumo instalación solar+ absorción 0,0 934,7 2.824,9 4.990,8 7.467,3 10.293,7 13.513,7 17.176,9 21.338,8 26.061,5 31.415,0
Ahorro en instalación -549.531,5
Ahorro en consumo acumulado en 25 años 2.029.011,0
Ahorro en mantenimiento 1.111,7 1.086,7 1.061,1 1.034,9 1.007,9 980,3 952,0 923,1 893,3 862,9
Ahorro total 2.046,4 3.911,6 6.051,9 8.502,2 11.301,6 14.494,1 18.129,0 22.261,8 26.954,8 32.277,9
Ahorro acumulado en 25 años 2.053.838,3
VAN anual -580.558,7 -576.942,2 -571.562,1 -564.294,4 -555.005,3 -543.550,4 -529.773,9 -513.507,4 -494.569,3 -472.763,5
Van a los 25 años 394.998,1
Estudio económico 136
Ingresos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ahorro en
consumo
instalación
solar+
absorción
37.477,9 44.338,3 52.095,3 60.860,0 70.757,2 81.927,0 94.526,8 108.733,0 124.744,0 142.782,2 163.097,6 185.970,6 211.715,9 240.687,1 273.280,7
Ahorro en
instalación
Ahorro en
consumo
acumulado en
25 años
Ahorro en
mantenimiento 831,7 852,4 873,8 895,6 918,0 940,9 964,5 988,6 1.013,3 1.038,6 1.064,6 1.091,2 1.118,5 1.146,4 1.175,1
Ahorro total 38.309,6 45.190,8 52.969,1 61.755,6 71.675,2 82.868,0 95.491,2 109.721,6 125.757,2 143.820,8 164.162,2 187.061,8 212.834,4 241.833,5 274.455,9
Ahorro
acumulado en
25 años
VAN anual -447.878,4 -419.652,3 -387.840,5 -352.178,1 -312.379,4 -268.135,5 -219.112,9 -164.951,2 -105.261,5 -39.623,6 32.416,3 111.348,1 197.700,6 292.045,0 394.998,1
Estudio económico 137
Una vez estudiados todos los posibles escenarios, tanto en la vivienda unifamiliar como en el
centro multiusos, se resumen en una tabla los resultados referentes al ahorro de cada
escenario en los distintos edificios y a los resultados del VAN, para ver el momento en el
que se retornaría la inversión.
Estudio económico 138
Vivienda unifamiliar
Escenario Datos/Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Neutro Ahorro de la instalación 2.433,3 2.555,6 2.684,1 2.819,2 2.961,0 3.109,8 3.266,0 3.429,9 3.601,8
VAN -205.727,5 -203.364,7 -200.978,6 -198.568,7 -196.135,0 -193.677,3 -191.195,4 -188.689,2 -186.158,7
Pesimista Ahorro de la instalación 2.248,1 2.099,4 1.939,1 1.766,5 1.581,0 1.381,9 1.168,3 939,5 694,7
VAN -205.905,7 -203.964,7 -202.240,8 -200.730,8 -199.431,3 -198.339,2 -197.451,4 -196.764,9 -196.276,8
Optimista Ahorro de la instalación 2.248,1 3.236,7 4.367,7 5.659,1 7.131,1 8.806,2 10.710,1 12.871,1 15.321,5
VAN -205.905,7 -202.913,2 -199.030,3 -194.192,8 -188.331,6 -181.371,9 -173.233,1 -163.828,3 -153.063,6
Escenario Datos/Año 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Neutro Ahorro de la instalación 3.782,0 4.000,0 4.227,7 4.465,7 4.714,2 4.973,7 5.244,6 5.527,5 5.822,7
VAN -183.603,7 -181.005,4 -178.364,7 -175.682,8 -172.960,5 -170.198,8 -167.398,6 -164.561,0 -161.686,7
Pesimista Ahorro de la instalación 433,0 153,5 -92,3 -355,5 -637,0 -937,9 -1.259,1 -1.601,7 -1.966,8
VAN -195.984,3 -195.884,6 -195.942,2 -196.155,7 -196.523,6 -197.044,4 -197.716,6 -198.538,9 -199.509,8
Optimista Ahorro de la instalación 18.097,3 21.238,9 24.844,1 28.914,0 33.505,8 38.684,0 44.521,0 51.097,7 58.505,4
VAN -140.837,7 -127.041,3 -111.523,8 -94.158,8 -74.810,0 -53.330,2 -29.560,1 -3.327,9 25.552,1
Estudio económico 139
Escenario Datos/Año 19 20 21 22 23 24 25
Neutro Ahorro de la instalación 6.130,8 6.452,3 6.787,8 7.137,7 7.502,7 7.883,3 6.594,2
VAN -158.776,8 -155.832,0 -152.853,3 -149.841,5 -146.797,5 -143.722,1 -141.248,5
Pesimista Ahorro de la instalación -2.355,8 -2.769,7 -3.210,0 -3.678,0 -4.175,1 -4.702,9 -5.262,9
VAN -200.627,9 -201.892,0 -203.300,6 -204.852,6 -206.546,5 -208.381,2 -210.355,4
Optimista Ahorro de la instalación 66.846,3 76.235,1 86.800,8 98.687,8 112.058,7 127.095,4 144.002,6
VAN 57.280,1 92.072,9 130.164,0 171.805,8 217.271,0 266.853,6 320.871,4
Centro de mayores
Escenario Datos/Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Neutro Ahorro de la instalación 2.046,4 2.236,5 2.437,9 2.651,4 2.877,4 3.116,5 3.369,2 3.636,3 3.918,3
VAN -580.558,7 -578.491,0 -576.323,7 -574.057,2 -571.692,2 -569.229,2 -566.668,9 -564.011,9 -561.258,9
Pesimista Ahorro de la instalación 2.046,4 1.660,2 1.246,9 805,3 333,7 -169,5 -705,8 -1.277,2 -1.885,3
VAN -580.558,7 -579.023,8 -577.915,3 -577.227,0 -576.952,7 -577.086,7 -577.623,0 -578.556,2 -579.880,8
Optimista Ahorro de la instalación 2.046,4 3.911,6 6.051,9 8.502,2 11.301,6 14.494,1 18.129,0 22.261,8 26.954,8
VAN -580.558,7 -576.942,2 -571.562,1 -564.294,4 -555.005,3 -543.550,4 -529.773,9 -513.507,4 -494.569,3
Estudio económico 140
Escenario Datos/Año 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Neutro Ahorro de la instalación 4.215,8 4.529,6 4.913,2 5.315,9 5.738,4 6.181,6 6.646,4 7.133,7 7.644,4
VAN -558.410,9 -555.468,5 -552.399,8 -549.207,2 -545.893,4 -542.461,0 -538.912,4 -535.250,2 -531.476,7
Pesimista Ahorro de la instalación -2.532,2 -3.219,9 -3.855,5 -4.532,0 -5.251,5 -6.016,2 -6.828,6 -7.691,0 -8.606,2
VAN -581.591,5 -583.683,1 -586.091,3 -588.813,1 -591.845,7 -595.186,3 -598.832,1 -602.780,5 -607.028,7
Optimista Ahorro de la instalación 32.277,9 38.309,6 45.190,8 52.969,1 61.755,6 71.675,2 82.868,0 95.491,2 109.721,6
VAN -472.763,5 -447.878,4 -419.652,3 -387.840,5 -352.178,1 -312.379,4 -268.135,5 -219.112,9 -164.951,2
Escenario Datos/Año 19 20 21 22 23 24 25
Neutro Ahorro de la instalación 8.179,4 8.739,9 9.326,9 9.941,5 10.584,7 11.257,9 11.962,1
VAN -527.594,4 -523.605,6 -519.512,6 -515.317,8 -511.023,3 -506.631,3 -502.144,1
Pesimista Ahorro de la instalación -9.576,7 -10.605,6 -11.695,6 -12.850,1 -14.072,1 -15.365,3 -16.733,2
VAN -611.574,3 -616.414,5 -621.546,9 -626.969,1 -632.678,5 -638.672,9 -644.949,7
Optimista Ahorro de la instalación 125.757,2 143.820,8 164.162,2 187.061,8 212.834,4 241.833,5 274.455,9
VAN -105.261,5 -39.623,6 32.416,3 111.348,1 197.700,6 292.045,0 394.998,1
Estudio económico 141
Se observa que para ambos edificios, en el escenario neutro, la instalación no es viable, y
evidentemente en el escenario pesimista muchísimo menos. Esto de debido al alto coste de la
instalación, sobre todo en lo que respecta a sistema de captación de la energía.
Sin embargo en el escenario optimista, en el que el precio de la electricidad aumenta de
manera considerable, la instalación se hace rentable a partir del año 18 para la vivienda y del
21 para el centro de mayores.
Lo más adecuado, sería que la instalación se amortizase en los 10 primeros años, ya que
normalmente las instalaciones de este tipo pueden llegar a dar problemas a la hora del
mantenimiento cuando llevan mucho tiempo en funcionamiento.
Se ha intentado variar el precio de los colectores, pero aún así la instalación sólo se
conseguiría amortizar en 13 años para el caso de la vivienda unifamiliar y en el año 15 para
el centro de mayores.
6. Análisis de alternativas
En cuanto al análisis de alternativas al sistema de refrigeración solar apoyado con una
instalación de biomasa, se puede estudiar el caso de la calefacción de distrito, también
llamada calefacción urbana. Esta instalación es el medio mediante el cual se lleva calor a
ciudades enteras o barrios, de la misma manera que lo pueda hacer el gas por ejemplo. La
producción de este calor se basa principalmente en centrales de cogeneración, aunque
también se llega a utilizar las energías renovables como la solar térmica, biomasa, e incluso
hasta el calor residual de centrales nucleares o incineradoras cercanas. La calefacción de
distrito llega a los hogares procedente de una central cercana a los consumidores a través de
tubos aislados, normalmente subterráneos, que distribuyen el calor a los edificios. El medio
más común para distribuirlo es el agua, aunque también se puede utilizar el vapor. En los
casos de demanda más intensa, se suele equipar la zona con sistemas de acumulación que
almacenan la energía en los momentos en los que se consume meno
Estudio económico 142
Este calor que llega a los hogares no solo se puede utilizar para calefacción, sino también
para producir agua caliente sanitaria y para climatizar y enfriar en verano.
Unas de las ventajas de este sistema, es que contamina muy poco, al igual que el sistema de
refrigeración solar, y que además ahorra a los consumidores dinero en la energía y las
instalaciones, pues de la misma manera deberían emplearlo para sus propios sistemas de
calefacción.
Se podría comparar el precio del kWh de una central media de cogeneración con el precio
del kWh de la biomasa, y así estudiar las dos alternativas más detalladamente.
Gráfica 16 Precio en Libras esterlinas de las energías mediante calefacción de distrito
En la gráfica anterior se observa que el precio del kWh es de 0,11 libras es decir lo
equivalente en euros a 0,13€.
Sin embargo en lo referente a la biomasa, sabiendo que tiene un PCI de 4100 Kcal/kg, el
precio se estima en 0,04€/kWh.
Por lo tanto en este caso, no es viable el cambio ya que la biomasa es bastante barata en
España hoy en día.
Estudio económico 143
7. Conclusiones
Como conclusión, decir que las instalaciones de refrigeración solar no resultan viables en un
escenario económico normal en ninguno de los dos edificios estudiados, debido
principalmente al elevado coste de la instalación.
Aunque sea una instalación con muchas ventajas, como la reducción de emisiones y por lo
tanto del efecto invernadero, seguirá siendo inviable mientras los costes sean tan altos, o
mientras no se concedan ayudas o subvenciones más elevadas.
ANEXOS
Anexos 145
1. Introducción
La finalidad de este anexo es contener las tablas y datos de las necesidades térmicas de cada
edificio a estudiar, el listado de programas utilizados, las gráficas de propiedades del par
utilizado en la máquina de absorción y las especificaciones técnicas de los equipos
empleados dadas por cada fabricante.
2. Necesidades energéticas
Vivienda unifamiliar
A continuación se muestran un par de tablas, con las que se han calculado las necesidades
térmicas de la vivienda unifamiliar habitación por habitación y tanto para las cargas de
verano como para las de invierno. Por último se muestra un atabla resumen con todas las
cargas de las habitaciones para las dos épocas del año.
CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DE INVIERNO
Datos generales (hora solar de proyecto: 8h. Condiciones de proyecto: 2ºC )
Tipo de local PLANTA BAJA HABITACION 1
Superficie del local 17,45 m2
Ocupación 2 personas
Temperatura exterior 2 ºC
Humedad relativa exterior 60 %
Temperatura interior 22 ºC
Humedad relativa interior 40 %
Diferencia 0
Diferencia de temperaturas 20 ºC
Altura 2,7 m
Mes de cáLculo Febrero
Volumen 47,115 m3
Localidad MURCIA
Excursión térmica diaria 15 ºC
ILUMINACIÓN Y MOTORES(W)
Watios factor total (w)
Fluorescente 0 -0,30 0,00
Incandescente 180 -0,85 -153,00
Maquinaria 0 -0,60 0,00
-153,00
Anexos 146
TRANSMISIÓN (paredes exteriores y techo)
Superficie (m2) coeficiente K (W/m2K) Orientación Factor
Dt (salto
térmico)
Total
(W)
Pared 10,85 2,56 N 1,30 20,00 722,18
Pared 0,00 0,00 NE 1,20 20,00 0,00
Pared 13,77 2,56 E 1,00 20,00 705,02
Pared 0,00 0,00 SE 1,00 20,00 0,00
Pared 10,85 0,61 S 1,00 20,00 132,37
Pared 0,00 0,00 SO 1,00 20,00 0,00
Pared 13,77 0,61 O 1,00 20,00 167,99
Pared 0,00 0,00 NO 1,20 20,00 0,00
Techo exterior 17,45 0,62
1,00 20,00 216,38
1943,94
TRANSMISIÓN (Ventanas, paredes interiores y suelo)
Superficie (m2) coeficiente K
(W/m2K)
Dt (salto
térmico)** Total (W)
Ventanas exterior 1,80 3,5 20,00 126,00
Ventanas interior
3,5 15,00 0,00
Medianerias 0,00 1,31 15,00 0,00
Paredes interiores 24,62 1,71 15,00 631,50
Techos interiores 17,45 1,1 15,00 287,93
Suelos interiores 0,00 1,1 15,00 0,00
Suelos al terreno 17,45 1,1 10,00 191,95
1045,43
* Solo para paredes y techos con local conlindante no calefactado
**Si la pared o techo colindante es un local no calefactado, el salto térmico que utilizado se rebaja en 5ºC (restamos ∆t-5)
INFILTRACIONES
nº puertas Caudal (m3/h)* Dt (ºC) Factor Total (W)
Aire de infiltración 0 0,00 20,00 1,15 0,00
0,00
* el caudal contempla 0,6 renov/h según el tipo de local que hemos considerado (aulas)
VENTILACIÓN
Caudal (m3/h)* Dt (ºC) K Factor Total (W)
Aire de ventilación 57,6 20 0,84 1,15 1112,83
1112,83
* El caudal incluye un factor 8 l/s x persona según la Tabla ITE 02.2.2 del RITE
CARGA TOTAL EN CALEFACCIÓN 3949,20 W
Anexos 147
CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DE VERANO
Datos generales (hora solar de proyecto: 16h. Condiciones de proyecto: 24ºC y 50% HR)
Denominación del local PLANTA BAJA HABITACION 1
Superficie del local 17,45 m2
Ocupación 2 personas
Temperatura exterior 36 ºC
Humedad relativa exterior 50 %
Humedad
absoluta
exterior 20,00 g/kg
Temperatura interior 24 ºC
Humedad
absoluta
imterior 9,50 g/kg
(fija para
condiciones de
proyecto)
Humedad relativa interior 50 %
Diferencia 10,50
Diferencia de temperaturas 12 ºC
Altura 2,70 m
Mes de cálculo Julio
Volumen 47,12 m3
Localidad Murcia
Excursión térmica diaria 15 ºC
Aire exterior po metodo indirecto(IT 1.1.4.2.3)
ILUMINACIÓN (W)
Watios factor total (w)
Fluorescente 0,00 0,30 0,00
Incandescente 180,00 0,85 153,00
Maquinaria 0,00 0,60 0,00
153,00
RADIACIÓN SOLAR (W)
Superficie (m2) Orientación Radiación
unitaria W/m2 Total (W)*
*Factores según el tipo de vidrio
o persiana para multiplicar el total
Ventana 0,00 N 41 0,00
Ventana con
marco
metálico
1,70
Ventana 0,00 NE 41 0,00
Factor sin
persiana 0,91
Ventana 0,00 E 41 0,00
Factor vidrío
color 0,54
Ventana 0,00 SE 41 0,00
Factor con
persiana
interior
0,60
Ventana 1,80 S 81 145,80
Factor con
persiana
exterior
0,13
Ventana 0,00 SO 394 0,00
Ventana 0,00 O 454 0,00
Ventana 0,00 NO 208 0,00
Claraboya 0,00 Horizontal 538 0,00
32,22 (revisar según factor de vidrio o persiana)
Anexos 148
RADIACIÓN Y TRANSMISIÓN (paredes exteriores y techo)
Superficie (m2) coeficiente K (W/m2K) Orientación
DE(muro: 300 kg/m2;
techo 200 kg/m2 ) DTE
Total
(W)
Pared 10,85 2,56 N 4,20 2,50 291,65
Pared 0,00 0,00 NE 5,80 2,50 0,00
Pared 13,77 2,56 E 6,90 2,50 608,08
Pared 0,00 0,00 SE 11,30 2,50 0,00
Pared 9,05 0,61 S 13,60 2,50 187,70
Pared 0,00 0,00 SO 13,10 2,50 0,00
Pared 13,77 0,61 O 10,20 2,50 214,19
Pared 0,00 0,00 NO 5,30 2,50 0,00
Techos 17,45 0,62 Soleado 18,12 2,50 490,10
Techos 0,00 0,62 En sombra 5,30 2,50 0,00
1791,72
TRANSMISIÓN (Ventanas, paredes interiores y suelo)
Superficie (m2) coeficiente K
(W/m2K) Dt (salto térmico)** Total (W)
Ventanas interior 0,00 3,50 9 0,00
Medianerias 0,00 1,31 9 0,00
Paredes interiores 24,62 1,71 9 378,90
Techos interiores 17,45 1,10 9 172,76
Suelos interiores 0,00 0,90 9 0,00
Suelos al terreno 17,45 0,90 4 62,82
551,66
* Solo para paredes y techos con local conlindante no refrigerado
**Si la pared o techo colindante es un local no refrigerado, el salto térmico que se utiliza se rebaja en 3ºC (restamos Dt-3)
INFILTRACIONES
nº puertas Caudal (m3/h)* Dt (ºC) Factor Total (W)
Aire de infiltración 0 0,00 9 1,15 0,00
0,00
* el caudal contempla 0,6 renov/h según el tipo de local que hemos considerado
Anexos 149
VENTILACIÓN (ODA 1 s/ RITE 1.1.4.2.4)
Caudal (m3/h)* Dt (ºC) ** K Factor Total (W)
Aire de ventilación 90 12,00 0,84 1,15 1043,28
* El caudal incluye un factor 12,5 l/s x persona según la Tabla IT 1.4.2.1 del RITE con un IDA 2 1043,28
**El recuperador de calor tendrá una eficacia del 40% según la Tabla IT 2.4.5.1 del RITE
CARGA SENSIBLE INTERIOR
Actividad Calor sensible por personas (W) nº personas Total (W)
Sentado en reposo 70,00 2 140
Sentado trabajo ligero 70,00
0 0
Oficinista 70,00 0 0
Persona de pie 76,00 0 0
Persona que pasea 76,00 0 0
Trabajo sedentario 81,00 0 0
Trabajo taller 87,00 0 0
Persona que camina 99,00 0 0
Persona que baila 110,00 0 0
Trabajo penoso 151,00 0 0
Otras fuentes
0
140
CARGA SENSIBLE EFECTIVA TOTAL 3711,88 W
Anexos 150
INFILTRACIONES
nº puertas Caudal (m3/h)* DW(g/kg) Factor Total (W)
Aire de infiltración 0 0,00 10,5 0,84 0,00
0,00
* En el caudal hay un factor 6 que es debido al tipo de local q hemos considerado
VENTILACIÓN
Caudal (m3/h)* DW(g/kg) **
Factor by-
pass Factor Total (W)
Aire de ventilación 90 10,50 0,3 0,84 238,14
* El caudal incluye un factor 12,5 l/s x persona según la Tabla IT 1.4.2.1 del RITE con un IDA 2 238,14
**El recuperador de calor tendrá una eficacia del 40% según la Tabla IT 2.4.5.1 del RITE
CARGA LATENTE
Actividad
Calor sensible por personas
(W) nº personas Total (W)
Sentado en reposo 30,00 2 60
Sentado trabajo ligero 47,00
0 0
Oficinista 58,00 0 0
Persona de pie 70,00 0 0
Persona que pasea 70,00 0 0
Trabajo sedentario 81,00 0 0
Trabajo taller 134,00 0 0
Persona que camina 151,00 0 0
Persona que baila 180,00 0 0
Trabajo penoso 268,00 0 0
Otras fuentes
0
60
CARGA LATENTE EFECTIVA TOTAL 298,14 W
CARGA TOTAL EN REFRIGERACIÓN 4010,02 W
Anexos 151
Zonas Verano Invierno
Baño1 2890,54 2611,77
Baño 2 2577,17 2296,31
Baño3 2725,71 2439,93
cocina 9253,83 7478,38
Habitación 1 4010,02 3949,2
Habitación 2 2911,65 2996
Habitación 3 2986,32 2710,23
Habitación 4 2912,96 2349,09
Planta1 6450,61 5275,1
Salón comedor 16114,15 11473,05
Vestíbulo 4128,06 3753,62
total(W): 56961,02 47332,68
total(kW) 56,96 47,33
Centro de mayores
Anexos 152
Anexos 153
Anexos 154
Anexos 155
Anexos 156
Anexos 157
Anexos 158
Anexos 159
Anexos 160
3. Listado de programas
Se muestra el código EES utilizado para la resolución del ciclo de absorción.
{ El argumento de las propiedades de la solución es la concentración de la sal en la solución,
expresada en % .
Para mayor claridad la variable usada por el programa es la concentración del agua en la solución
(X), en %, de
modo que arg_EES=100-X.
}
{
"DATOS"
T_k=40 "temperatura de condensación"
T_ev=5 "temperatura de evaporación"
Q_evap=70,3 "carga térmica evaporador"
T_a=27 "temperatura del absorbedor"
DT_g=15 "incremento de la temperatura de la fuente respecto a la
mínima posible"
eta_reg=0.6 "eficiencia del regenerador"
}
"CONDICIONES DEL CICLO DE REFRIGERACIÓN"
p[2]=pressure(steam_iapws;T=T_k;x=0,5)
p[1]=pressure(steam_iapws;T=T_ev;x=0,5)
m_dot=Q_dot_evap/(h[1]-h[4]) "gasto de refrigerante"
T[1]=temperature(steam_iapws;p=P[1];x=0,5)
T[3]=temperature(steam_iapws;p=P[2];x=0,5)
h[1]=enthalpy(steam_iapws;P=P[1];x=1)
h[4]=enthalpy(steam_iapws;p=P[2];x=0)
h[2]=enthalpy(steam_iapws;p=P[2];t=T_g)
Q_dot_con=m_dot*(h[2]-h[4])
"ABSORBEDOR"
P_a=P[1]
P[5]=P_a
T[5]=T_a
X_r=100-X_LIBR('SI';T[5];P[5])
v[5]=V_LIBR('SI';T[5];100-X_r)
h[5]=H_LIBR('SI';T[5];100-X_r)
Q_dot_a=m_dot*h[1]+m_p*h[10]-m_r*h[5]
m_r=m_dot+m_p
m_dot+(X_p/100)*m_p=(X_r/100)*m_r
"BOMBA"
P[6]=P_g
h[6]=h[5]+(P[6]-P[5])*v[5]/1000
W_dot_B=m_r*(h[6]-h[5])*1000 "W"
"REGENERADOR"
Anexos 161
h[7]=h[6]+(h[8]-h[9])*m_p/m_r
Q_max1=(h_7max-h[6])*m_r
Q_max2=(h[8]-h_9min)*m_p
Q_max=min(Q_max1;Q_max2)
eta_reg=(h[7]-h[6])*m_r/Q_max
h_7max=H_LIBR('SI';T[8];100-X_r)
h_9min=H_LIBR('SI';T[5];100-X_p)
"GENERADOR"
P_g=P[2]
P[7]=P_g
P[8]=P_g
T[8]=T_g
h[8]=H_LIBR('SI';T[8];100-X_p)
X_p=100-X_LIBR('SI';T[8];P[8])
Q_dot_g=m_p*h[8]+m_dot*h[2]-m_r*h[7]
T_g=T_LIBR('SI';P_g;100-X_r)+DT_g
"VÁLVULA"
h[9]=h[10]
COP=Q_dot_evap/(W_dot_B*0,001+Q_dot_g)
"DIAGRAMA P-T"
duplicate i=2;9
T_r[i]=T_a+(i-1)*(T_LIBR('SI';P_g;100-X_r)-T_a)/9
T_p[i]=T_LIBR('SI';P_a;100-X_p)+(i-1)*(T_g-T_LIBR('SI';P_a;100-X_p))/9
T_ag[i]=T_ev+(i-1)*(T_k-T_ev)/9
P_r[i]=P_LIBR('SI';T_r[i];100-X_r)
P_p[i]=P_LIBR('SI';T_p[i];100-X_p)
P_ag[i]=pressure(R718;t=T_ag[i];x=0,5)
end
T_r[1]=T_a-5
T_r[10]=T_LIBR('SI';P_g;100-X_r)+5
T_p[1]=T_LIBR('SI';P_a;100-X_p)-5
T_p[10]=T_g+5
T_ag[1]=T_ev-5
T_ag[10]=T_k+5
P_r[1]=P_LIBR('SI';T_r[1];100-X_r)
P_r[10]=P_LIBR('SI';T_r[10];100-X_r)
P_p[1]=P_LIBR('SI';T_p[1];100-X_p)
P_p[10]=P_LIBR('SI';T_p[10];100-X_p)
P_ag[1]=pressure(R718;t=T_ag[1];x=0,5)
P_ag[10]=pressure(R718;t=T_ag[10];x=0,5)
P_graf[1]=P_a
P_graf[2]=P_g
T_graf[1]=T_a
T_graf[2]=T_g
P_graf[3]=P_g
P_graf[4]=P_a
T_graf[3]=T_LIBR('SI';P_g;100-X_r)
T_graf[4]=T_LIBR('SI';P_a;100-X_p)
Anexos 162
P_graf[5]=P[1]
P_graf[6]=P[2]
T_graf[5]=T_ev
T_graf[6]=T_k
P_cristal[1]=P_LIBR('SI';10;100-41,28)
P_cristal[2]=P_LIBR('SI';20;100-39,23)
P_cristal[3]=P_LIBR('SI';30;100-37,18)
P_cristal[4]=P_LIBR('SI';40;100-35,38)
P_cristal[5]=0,7
P_cristal[6]=1
P_cristal[7]=2
P_cristal[8]=3
P_cristal[9]=4
P_cristal[10]=5
P_cristal[11]=6
P_cristal[12]=8
P_cristal[13]=9
P_cristal[14]=10
P_cristal[15]=P_LIBR('SI';130;100-25,9)
P_cristal[16]=P_LIBR('SI';140;100-25)
T_cristal[1]=10
T_cristal[2]=20
T_cristal[3]=30
T_cristal[4]=40
T_cristal[5]=53,68
T_cristal[6]=61,18
T_cristal[7]=75,63
T_cristal[8]=85,84
T_cristal[9]=93,14
T_cristal[10]=100
T_cristal[11]=105,71
T_cristal[12]=115
T_cristal[13]=120
T_cristal[14]=124,17
T_cristal[15]=130
T_cristal[16]=140
h[9]=H_LIBR('SI';T_noeq[1];100-X_p)
P_noeq[1]=P_LIBR('SI';T_noeq[1];100-X_p)
h[7]=H_LIBR('SI';T_noeq[2];100-X_r)
P_noeq[2]=P_LIBR('SI';T_noeq[2];100-X_r)
m_dot_ref=1000*m_dot
m_dot_r=1000*m_r
m_dot_p=1000*m_p
Anexos 163
4. Gráficas
Gráfica1.Diagrama de saturación del par agua/bromuro de litio. La concentración se refiere a la fracción
másica del agua en la solución, de modo que el 100% es agua pura.
Anexos 164
Gráfica2.Diagrama de presión de saturación del agua pura (líquido-vapor).
Anexos 165
Gráfica3.Diagrama de entalpía del par agua/bromuro de litio. La concentración se refiere a la fracción
másica del agua.
Anexos 166
Gráfica4.Entalpías del agua saturada (líquido y vapor)
Anexos 167
Gráfica5.Entalpía del agua (vapor sobrecalentado) para temperaturas de condensación entre 35 y
55ºC, en función de la temperatura (del generador).
Anexos 168
Gráfica 6. Diagrama de densidad del par agua/ bromuro de litio. La Concentración se refiere a la fracción
másica del agua
Anexos 169
5. Características de los fluidos
Anexos 170
Anexos 171
Anexos 172
Anexos 173
Anexos 174
Anexos 175
Anexos 176
Anexos 177
6. Características técnicas de los equipos
6.1. Máquinas de Absorción
Vivienda unifamiliar
Anexos 178
Anexos 179
Anexos 180
Centro de mayores
Anexos 181
6.2. Captadores
Anexos 182
Anexos 183
Anexos 184
Anexos 185
6.3. Acumuladores
Anexos 186
Anexos 187
6.4. Torres de refrigeración
Anexos 188
Anexos 189
Anexos 190
Anexos 191
Anexos 192
Anexos 193
Anexos 194
Anexos 195
6.5. Calderas de biomasa
Vivienda unifamiliar
Anexos 196
Anexos 197
Centro de mayores
Anexos 198
Anexos 199
Anexos 200
Anexos 201
Dimensiones de la caldera
Anexos 202
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía 204
1. Bibliografía
Energía solar térmica a baja temperatura. Manuel Morcillo Rigaud
Apuntes de Comillas referentes a Tecnologías Energéticas. Luis enrique
Herranz, José Ignacio Linares, Beatriz Yolanda Moratilla
Máquinas enfriadoras por absorción. José Ignacio Linares
2. Software y páginas web
2.1. Software
Microsoft Excel 2007
Microsoft Word 2007
AutoCad 2007
EES
LIDER
2.2. Páginas web
Búsqueda de evolución detallada del IPC : http://www.ine.es/
Búsqueda de evolución de precios de la electricidad:
http://www.omel.es/frames/es/index.jsp
Búsqueda de distintos fabricantes en: http://www.ciatesa.es/,
http://www.teva.es/ ,
http://www.absorsistem.com/,http://www.viessmann.com/com/en,
http://www.arion32.com/websites/promasol/web/index.htm.
Información acerca de las características de los distintos elementos de la
instalación: http://www.soliclima.com/
Comisión Nacional de la Energía, compromisos con protocolo de
Kioto: http://www.cne.es/cne/Home
Bibliografía 205
Información sobre ayudas y subvenciones de la Región de Murcia en
instalaciones de energías renovables:
http://www.carm.es/neweb2/servlet/integra.servlets.ControlPublico?IDCO
NTENIDO=673&IDTIPO=140&RASTRO=c62$m
Información acerca de la evolución del precio de la electricidad, del
IPC y del petróleo en Eurostat:
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/statistics/search_database
Información también de evolución de precios en el Ministerio de Industria,
Turismo y Comercio: http://www.mityc.es/es-ES/Paginas/index.aspx
Documento 2: Planos
Planos 2
1. Lista de planos
Vivienda Unifamiliar
1. Plano de situación
2. Plano de emplazamiento
3. Planos de plantas:
3.1. Planta baja mobiliario
3.2. Planta baja. Cotas y superficies
3.3. Planta alta mobiliario
3.4. Planta alta. Cotas y superficies
3.5. Cubierta con colectores solares
3.6. Cubierta
3.7. Planta sótano con cotas
4. Planos de alzados
4.1. Alzado principal
4.2. Alzado posterior
4.3. Alzado lateral derecho
4.4. Alzado lateral izquierdo
5. Sección lateral izquierdo
6. Esquema de principio de la instalación
Planos 3
Centro de mayores
1. Plano de situación
2. Plano de emplazamiento
3. Planos de plantas:
3.1. Planta baja mobiliario
3.2. Planta baja. Cotas y superficies
3.3. Planta Sótano. Cotas y superficies
4. Planos Cubierta
4.1. Cubierta
4.2. Cubierta con colectores solares
5. Sección lateral
6. Esquema de principio de la instalación
Planos 4
2. Planos
Documento 3: Pliego de
condiciones
Pliego de condiciones 2
Índice INSTALACIONES DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA: PLIEGO DECONDICIONES TÉCNICAS DE
INSTALACIONES DE BAJA TEMPERATURA .............................................................................. 4
1. Requisitos generales .................................................................................................... 6
1.1. Objeto y campo de aplicación ............................................................................. 6
1.2. Generalidades ...................................................................................................... 6
1.3. Requisitos generales .......................................................................................... 10
2. Configuraciones básicas ............................................................................................ 16
2.1. Clasificación de las instalaciones ....................................................................... 16
3. Criterios generales de diseño .................................................................................... 21
3.1. Dimensionado y cálculo ..................................................................................... 21
3.2. Diseño del sistema de captación ....................................................................... 25
3.3. Diseño del sistema de acumulación solar .......................................................... 29
3.4. Diseño del sistema de intercambio .................................................................... 34
3.5. Diseño del circuito hidráulico............................................................................. 35
3.6. Recomendaciones específicas adicionales para sistemas por circulación
natural……………………………………………………………………………………………………………………….37
3.7. Requisitos específicos adicionales para sistemas directos ................................. 38
3.8. Diseño del sistema de energía auxiliar ............................................................... 38
3.9. Diseño del sistema eléctrico y de control .......................................................... 40
3.10. Diseño del sistema de monitorización ............................................................... 41
ANEXO I: NORMATIVA DE APLICACIÓN Y CONSULTA .......................................................... 43
ANEXO II: DEFINICIONES ....................................................................................................... 47
ANEXO III: PRUEBAS Y DOCUMENTACIÓN ........................................................................... 55
ANEXO IV: CÁLCULO DE DEMANDAS ENERGÉTICAS ............................................................ 65
ANEXO V: CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS POR ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN ....................... 72
ANEXO VI: CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE RADIACIÓN SOLAR POR SOMBRAS ........................ 77
ANEXO VII: COMPONENTES .................................................................................................. 86
ANEXO VIII: CONDICIONES DE MONTAJE ........................................................................... 109
ANEXO IX: REQUISITOS TÉCNICOS DEL CONTRATO DE MANTENIMIENTO ....................... 119
ANEXO X: TABLAS DE TEMPERATURAS Y RADIACIÓN ....................................................... 129
ANEXO XI: MÉTODOS DE CÁLCULO..................................................................................... 140
Pliego de condiciones 3
PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS DE TORRES DE REFRIGERACIÓN DE AGUA .............. 147
1. Definición y características de los elementos .......................................................... 148
2. Características generales ......................................................................................... 148
3. Condiciones de suministro y almacenaje ................................................................ 151
PLIEGO DE CONDICIONES DE MÁQUINAS DE ABSORCIÓN ................................................ 153
1. Máquina de absorción ............................................................................................. 154
1.1. Alcance de suministro ...................................................................................... 154
1.2. Límites del suministro ...................................................................................... 154
Pliego de condiciones 4
INSTALACIONES DE ENERGÍA
SOLAR TÉRMICA: PLIEGO
DECONDICIONES TÉCNICAS DE
INSTALACIONES DE BAJA
TEMPERATURA
Pliego de condiciones 5
Antecedentes
Esta documentación, realizada en colaboración entre el departamento de energía solar de
IDAE y CENSOLAR, es una revisión del Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones
de Baja Temperatura, editado en octubre de 2002 y que fue realizado tomando como base
la documentación aportada por SODEAN, S.A., a través del Pliego de Especificaciones
Técnicas para Instalaciones de Energía Solar Térmica a Baja Temperatura del programa
PYMEs FEDER-IDAE, y las normativas vigentes o en proyecto, habiendo sido elaborado a
través del Convenio para el Impulso Tecnológico de la Energía Solar entre el IDAE y el
INTA.
Adicionalmente, participaron en su elaboración el Grupo de Trabajo de Energía Solar,
creado en el seno de la Comisión Consultiva de Ahorro y Eficiencia Energética del IDAE y
compuesto por representantes de las diferentes Comunidades Autónomas, y el Grupo de
Expertos Independientes de la Convocatoria de Ayudas a la Energía Solar Térmica en el
ámbito del Plan de Fomento de las Energías Renovables correspondiente al año 2001. Se
consideraron las opiniones que sobre el mismo expresaron algunas de las entidades
acreditadas colaboradoras del IDAE para la Convocatoria de Ayudas a la Energía Solar
Térmica en el ámbito del Plan de Fomento de las Energías Renovables correspondiente al
año 2001, y las de CENSOLAR.
Su finalidad es establecer las condiciones técnicas que deben tomarse en consideración en
la Convocatoria de Ayudas para la promoción de instalaciones de Energía Solar Térmica
en el ámbito del Plan de Energías Renovables correspondiente al periodo
2005-2010
Pliego de condiciones 6
1. Requisitos generales
1.1. Objeto y campo de aplicación
El objeto de este documento es fijar las condiciones técnicas mínimas que deben cumplir las
instalaciones solares térmicas para calentamiento de líquido, especificando los requisitos de
durabilidad, fiabilidad y seguridad.
El ámbito de aplicación de este documento se extiende a todos los sistemas mecánicos,
hidráulicos, eléctricos y electrónicos que forman parte de las instalaciones.
En determinados supuestos para los proyectos se podrán adoptar, por la propia naturaleza del
mismo o del desarrollo tecnológico, soluciones diferentes a las exigidas en este documento,
siempre que quede suficientemente justificada su necesidad y que no impliquen una
disminución de las exigencias mínimas de calidad especificadas en el mismo.
Este documento no es de aplicación a instalaciones solares con almacenamientos
estacionales.
1.2. Generalidades
En general, a las instalaciones recogidas bajo este documento le son de aplicación el
Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE), y sus Instrucciones Técnicas (IT),
junto con la serie de normas UNE sobre energía solar térmica listadas en el Anexo I, así como
lo dispuesto en el Código Técnico de la Edificación (CTE) sobre energía solar térmica.
En cualquier caso, si se aprecian posibles discrepancias entre este PCT y lo dispuesto en el
RITE o CTE, o bien estos resultaran más restrictivos que aquél en cualquier punto
especifico, siempre prevalecerán sobre las condiciones técnicas expuestas en el PCT.
Este Pliego de Condiciones Técnicas (PCT) es de aplicación para instalaciones con
captadores cuyo coeficiente global de pérdidas sea inferior o igual a 9 W/(m2A°C).
A efectos de requisitos mínimos, se consideran las siguientes clases de instalaciones:
Pliego de condiciones 7
— Sistemas solares de calentamiento prefabricados son lotes de productos con una
marca registrada, que son vendidos como equipos completos y listos para instalar, con
configuraciones fijas. Los sistemas de esta categoría se consideran como un solo
producto y se evalúan en un laboratorio de ensayo como un todo.
Si un sistema es modificado cambiando su configuración o cambiando uno o más de
sus componentes, el sistema modificado se considera como un nuevo sistema, para el
cual es necesario una nueva evaluación en el laboratorio de ensayo.
— Sistemas solares de calentamiento a medida o por elementos son aquellos sistemas
construidos de forma única o montados eligiéndolos de una lista de componentes. Los
sistemas de esta categoría son considerados como un conjunto de componentes. Los
componentes se ensayan de forma separada y los resultados de los ensayos se integran
en una evaluación del sistema completo. Los sistemas solares de calentamiento a
medida se subdividen en dos categorías:
— Sistemas grandes a medida, que son diseñados únicamente para una situación
especifica. En general son diseñados por ingenieros, fabricantes y otros expertos.
— Sistemas pequeños a medida, que son ofrecidos por una Compañía y descritos en
el así llamado archivo de clasificación, en el cual se especifican todos los
componentes y posibles configuraciones de los sistemas fabricados por la
Compañía. Cada posible combinación de una configuración del sistema con
componentes de la clasificación se considera un solo sistema a medida.
Pliego de condiciones 8
Tabla 1. División de sistemas solares de calentamiento prefabricados y a
medida.
Sistemas solares prefabricados (*) Sistemas solares a medida (**)
Sistemas por termosifón para agua caliente
sanitaria.
Sistemas de circulación forzada (o de
termosifón) para agua caliente y/o
calefacción y/o refrigeración y/o
calentamiento de piscinas, montados usando
componentes y configuraciones descritos en
un archivo de documentación (principalmente
sistemas pequeños).
Sistemas de circulación forzada como lote de
productos con configuración fija para agua
caliente sanitaria.
Sistemas con captador-depósito integrados (es
decir, en un mismo volumen) para agua caliente
sanitaria.
Sistemas únicos en el diseño y montaje,
utilizados para calentamiento de agua,
calefacción y/o refrigeración y/o
calentamiento de piscinas o usos
industriales (principalmente sistemas
grandes).
(*) También denominados ―equipos domésticos‖ o ―equipos compactos‖.
(**) También denominados ―instalaciones diseñadas por elementos‖ o ―instalaciones partidas‖.
Según el coeficiente global de pérdidas de los captadores, se considerarán, a efectos de
permitir o limitar, dos grupos dependiendo del rango de temperatura de trabajo:
— Las instalaciones destinadas exclusivamente a producir agua caliente
sanitaria, calentamiento de piscinas, precalentamiento de agua de aporte de procesos
industriales, calefacción por suelo radiante o ―fan-coil‖ u otros usos a menos de 60 °C,
podrán emplear captadores cuyo coeficiente global de pérdidas sea inferior a 9
W/(m2A°C).
Pliego de condiciones 9
— Las instalaciones destinadas a climatización, calefacción por sistemas diferentes a
suelo radiante o ―fan-coil‖, u otros usos en los cuales la temperatura del agua de aporte
a la instalación solar y la de referencia de producción se sitúen en niveles semejantes,
deberán emplear captadores cuyo coeficiente global de pérdidas sea inferior a 4,5
W/(m2A°C).
El coeficiente global de pérdidas es la pendiente de la curva que representa la ecuación del
rendimiento o eficiencia del captador. Si se utiliza una ecuación de segundo grado, el
coeficiente global de pérdidas se tomará igual a a1 + 30 a2, siendo a1 y a2 los coeficientes
de la ecuación de eficiencia del captador, de acuerdo con la norma UNE-EN 12975-2.
En ambos grupos el rendimiento medio anual de la instalación deberá ser mayor del 30 %,
calculándose de acuerdo a lo especificado en el capítulo 3 (―Criterios generales de diseño‖).
Pliego de condiciones 10
1.3. Requisitos generales
1.3.1. Fluido de trabajo
Como fluido de trabajo en el circuito primario se utilizará agua de la red, o agua
desmineralizada, o agua con aditivos, según las características climatológicas del lugar y del
agua utilizada. Los aditivos más usuales son los anticongelantes, aunque en ocasiones se
puedan utilizar aditivos anticorrosivos.
La utilización de otros fluidos térmicos requerirá incluir su composición y calor especifico en
la documentación del sistema y la certificación favorable de un laboratorio acreditado.
En cualquier caso el pH a 20 °C del fluido de trabajo estará comprendido entre 5 y 9, y el
contenido en sales se ajustará a los señalados en los puntos siguientes:
a) La salinidad del agua del circuito primario no excederá de 500 mg/l totales de sales
solubles. En el caso de no disponer de este valor se tomará el de conductividad como
variable limitante, no sobrepasando los 650 µS/cm.
b) El contenido en sales de calcio no excederá de 200 mg/l. expresados como contenido
en carbonato cálcico.
c) El límite de dióxido de carbono libre contenido en el agua no excederá de 50 mg/l.
Fuera de estos valores, el agua deberá ser tratada.
El diseño de los circuitos evitará cualquier tipo de mezcla de los distintos fluidos que pueden
operar en la instalación. En particular, se prestará especial atención a una eventual
contaminación del agua potable por el fluido del circuito primario.
Para aplicaciones en procesos industriales, refrigeración o calefacción, las características del
agua exigidas por dicho proceso no sufrirán ningún tipo de modificación que pueda afectar al
mismo.
Pliego de condiciones 11
1.3.2. Protección contra heladas
1.3.2.1 Generalidades
El fabricante, suministrador final, instalador o diseñador del sistema deberá fijar la mínima
temperatura permitida en el sistema. Todas las partes del sistema que estén expuestas al
exterior deberán ser capaces de soportar la temperatura especificada sin daños permanentes en
el sistema.
Cualquier componente que vaya a ser instalado en el interior de un recinto donde la
temperatura pueda caer por debajo de los 0 °C, deberá estar protegido contra heladas.
El fabricante deberá describir el método de protección anti-heladas usado por el sistema. A
los efectos de este documento, como sistemas de protección anti-heladas podrán utilizarse:
1. Mezclas anticongelantes.
2. Recirculación de agua de los circuitos.
3. Drenaje automático con recuperación de fluido.
4. Drenaje al exterior (sólo para sistemas solares prefabricados).
1.3.2.2 Mezclas anticongelantes
Como anticongelantes podrán utilizarse los productos, solos o mezclados con agua, que
cumplan la reglamentación vigente y cuyo punto de congelación sea inferior a 0 °C (*). En
todo caso, su calor especifico no será inferior a 3 kJ/ (kg.K), equivalentes a 0,7 kcal/(kg°C),
medido a una temperatura 5 °C menor que la mínima histórica registrada.
Se deberán tomar precauciones para prevenir posibles deterioros del fluido anticongelante
como resultado de condiciones altas de temperatura. Estas precauciones deberán de ser
comprobadas de acuerdo con UNE-EN 12976-2.
La instalación dispondrá de los sistemas necesarios para facilitar el llenado de la misma y
para asegurar que el anticongelante está perfectamente mezclado.
Pliego de condiciones 12
Es conveniente que se disponga de un depósito auxiliar para reponer las pérdidas que se
puedan dar del fluido en el circuito, de forma que nunca se utilice un fluido para la reposición
cuyas características incumplan el Pliego. Será obligatorio en los casos de riesgos de heladas
y cuando el agua deba tratarse.
En cualquier caso, el sistema de llenado no permitirá las pérdidas de concentración
producidas por fugas del circuito y resueltas con reposición de agua de red.
(*) El punto de congelación deberá de estar acorde con las condiciones climáticas del lugar.
Pliego de condiciones 13
1.3.2.3 Recirculación del agua del circuito
Este método de protección anti-heladas asegurará que el fluido de trabajo está en
movimiento cuando exista riesgo de helarse.
El sistema de control actuará, activando la circulación del circuito primario, cuando la
temperatura detectada preferentemente en la entrada de captadores o salida o aire ambiente
circundante alcance un valor superior al de congelación del agua (como mínimo 3 °C).
Este sistema es adecuado para zonas climáticas en las que los periodos de baja temperatura
sean de corta duración.
Se evitará, siempre que sea posible, la circulación de agua en el circuito secundario.
1.3.2.4 Drenaje automático con recuperación del fluido
El fluido en los componentes del sistema que están expuestos a baja temperatura ambiente es
drenado a un depósito, para su posterior uso, cuando hay riesgo de heladas.
La inclinación de las tuberías horizontales debe estar en concordancia con las
recomendaciones del fabricante en el manual de instalador al menos en 20 mm/m.
El sistema de control actuará sobre la electroválvula de drenaje cuando la temperatura
detectada en captadores alcance un valor superior al de congelación del agua (como mínimo
3 °C).
El vaciado del circuito se realizará a un tanque auxiliar de almacenamiento, debiéndose
prever un sistema de llenado de captadores para recuperar el fluido.
El sistema requiere utilizar un intercambiador de calor entre los captadores y el acumulador
para mantener en éste la presión de suministro de agua caliente.
Pliego de condiciones 14
1.3.2.5 Sistemas de drenaje al exterior (sólo para sistemas solares prefabricados)
El fluido en los componentes del sistema que están expuestos a baja temperatura ambiente es
drenado al exterior cuando hay riesgo de heladas.
La inclinación de las tuberías horizontales debe estar en concordancia con las
recomendaciones del fabricante en el manual de instalador al menos en 20 mm/m.
Este sistema no está permitido en los sistemas solares a medida.
1.3.3. Sobrecalentamientos
1.3.3.1 Protección contra sobrecalentamientos
El sistema deberá estar diseñado de tal forma que con altas radiaciones solares prolongadas
sin consumo de agua caliente, no se produzcan situaciones en las cuales el usuario tenga que
realizar alguna acción especial para llevar al sistema a su forma normal de operación.
Cuando el sistema disponga de la posibilidad de drenajes como protección ante
sobrecalentamientos, la construcción deberá realizarse de tal forma que el agua caliente o
vapor del drenaje no supongan ningún peligro para los habitantes y no se produzcan daños
en el sistema, ni en ningún otro material en el edificio o vivienda.
Cuando las aguas sean duras (*) se realizarán las previsiones necesarias para que la
temperatura de trabajo de cualquier punto del circuito de consumo no sea superior a 60 °C,
sin perjuicio de la aplicación de los requerimientos necesarios contra la legionella. En
cualquier caso, se dispondrán los medios necesarios para facilitar la limpieza de los circuitos.
(*) Contenido en sales de calcio entre 100 y 200 mg/l (ver apartado 1.3.1).
Pliego de condiciones 15
1.3.3.2 Protección contra quemaduras
En sistemas de agua caliente sanitaria, donde la temperatura de agua caliente en los puntos
de consumo pueda exceder de 60 °C deberá ser instalado un sistema automático de mezcla u
otro sistema que limite la temperatura de suministro a 60 °C, aunque en la parte solar pueda
alcanzar una temperatura superior para sufragar las pérdidas. Este sistema deberá ser capaz
de soportar la máxima temperatura posible de extracción del sistema solar.
1.3.3.3 Protección de materiales y componentes contra altas temperaturas
El sistema deberá ser diseñado de tal forma que nunca se exceda la máxima temperatura
permitida por todos los materiales y componentes.
1.3.4. Resistencia a presión
Se deberán cumplir los requisitos de la norma UNE-EN 12976-1.
En caso de sistemas de consumo abiertos con conexión a la red, se tendrá en cuenta la
máxima presión de la misma para verificar que todos los componentes del circuito de
consumo soportan dicha presión.
1.3.5. Prevención de flujo inverso
La instalación del sistema deberá asegurar que no se produzcan pérdidas energéticas
relevantes debidas a flujos inversos no intencionados en ningún circuito hidráulico del
sistema.
La circulación natural que produce el flujo inverso se puede favorecer cuando el acumulador
se encuentra por debajo del captador, por lo que habrá que tomar, en esos casos, las
precauciones oportunas para evitarlo.
En sistemas con circulación forzada se aconseja utilizar una válvula anti-retorno para evitar
Pliego de condiciones 16
flujos inversos.
1.3.6. Prevención de la legionelosis
Se deberá cumplir, cuando sea de aplicación, el Real Decreto 865/2003, por lo que la
temperatura del agua en el circuito de distribución de agua caliente no deberá ser inferior a
50 °C en el punto más alejado y previo a la mezcla necesaria para la protección contra
quemaduras o en la tubería de retorno al acumulador. La instalación permitirá que el agua
alcance una temperatura de 70 °C. En consecuencia, no se admite la presencia de
componentes de acero galvanizado.
2. Configuraciones básicas
2.1. Clasificación de las instalaciones
En consideración con los diferentes objetivos atendidos por este PCT, se aplicarán los
siguientes criterios de clasificación:
— El principio de circulación.
— El sistema de transferencia de calor.
— El sistema de expansión.
— El sistema de energía auxiliar.
— La aplicación.
Pliego de condiciones 17
Por el principio de circulación se clasificarán en:
— Instalaciones por termosifón o circulación natural
— Instalaciones por circulación forzada
Por el sistema de transferencia de calor:
Instalaciones de transferencia directa sin intercambiador de calor
Instalación con intercambiador de calor en el acumulador solar
Sumergido
De doble envolvente
Instalaciones con intercambiador de calor independiente
Por el sistema de expansión:
— Sistema abierto
— Sistema cerrado
Por el sistema de aporte de energía auxiliar:
— Sistema de energía auxiliar en el acumulador solar
— Sistema de energía auxiliar en acumulador secundario individual
— Sistema de energía auxiliar en acumulador secundario centralizado
— Sistema de energía auxiliar en acumuladores secundarios distribuidos
— Sistema de energía auxiliar en línea centralizado
— Sistema de energía auxiliar en línea distribuido
Pliego de condiciones 18
— Sistema de energía auxiliar en paralelo
Por su aplicación:
— Instalaciones para calentamiento de agua sanitaria
— Instalaciones para usos industriales
— Instalaciones para calefacción
— Instalaciones para refrigeración
— Instalaciones para climatización de piscinas
— Instalaciones de uso combinado
— Instalaciones de precalentamiento
Esta clasificación se hace con referencia a las definiciones dadas en el Anexo II de este
PCT. En la figura 1 aparecen diferentes configuraciones de instalaciones recomendadas
según el tipo de aplicación, recogiéndose las más usuales. Siempre pueden existir otras y
combinaciones de las anteriores.
El empleo de otras configuraciones diferentes a las que aquí se recomiendan debe dar lugar
a prestaciones o ganancias solares similares a las obtenidas con éstas.
Pliego de condiciones 19
Fig.1
Pliego de condiciones 20
Fig 1(continuación)
Pliego de condiciones 21
3. Criterios generales de diseño
3.1. Dimensionado y cálculo
3.1.1. Datos de partida
Los datos de partida necesarios para el dimensionado y cálculo de la instalación están
constituidos por dos grupos de parámetros que definen las condiciones de uso y climáticas.
Condiciones de uso
Las condiciones de uso vienen dadas por la demanda energética asociada a la instalación
según los diferentes tipos de consumo:
Para aplicaciones de A.C.S., la demanda energética se determina en función
del consumo de agua caliente, siguiendo lo especificado en el Anexo IV.
Para aplicaciones de calentamiento de piscinas, la demanda energética se
calcula en función de las pérdidas de la misma, siguiendo lo recogido en el
Anexo IV.
Para aplicaciones de climatización (calefacción y refrigeración), la
demanda energética viene dada por la carga térmica del habitáculo a
climatizar, calculándose según lo especificado en el RITE.
Para aplicaciones de uso industrial se tendrá en cuenta la demanda
energética y potencia necesaria, realizándose un estudio específico y
pormenorizado de las necesidades, definiendo claramente si es un proceso
discreto o continuo y el tiempo de duración del mismo.
Para instalaciones combinadas se realizará la suma de las demandas
energéticas sobre base diaria o mensual, aplicando si es necesario factores de
simultaneidad.
Condiciones climáticas
Pliego de condiciones 22
Las condiciones climáticas vienen dadas por la radiación global total en el campo de
captación, la temperatura ambiente diaria y la temperatura del agua de la red.
Al objeto de este PCT podrán utilizarse datos de radiación publicados por entidades de
reconocido prestigio y los datos de temperatura publicados por el Instituto Nacional de
Meteorología.
A falta de otros datos, se recomienda usar las tablas de radiación y temperatura ambiente
por provincias publicadas por Censolar, recogidas en los Anexos IV y X.
Para piscinas cubiertas, los valores ambientales de temperatura y humedad deberán ser
fijados en el proyecto, la temperatura seca del aire del local será entre 2 °C y 3 °C mayor
que la del agua, con un mínimo de 26 °C y un máximo de 28 °C, y la humedad relativa del
ambiente se mantendrá entre el 55 % y el 70 %, siendo recomendable escoger el valor de
diseño 60 %.
3.1.2. Dimensionado básico
A los efectos de este PCT, el dimensionado básico de las instalaciones o sistemas a medida
se refiere a la selección de la superficie de captadores solares y, en caso de que exista, al
volumen de acumulación solar, para la aplicación a la que está destinada la instalación. El
dimensionado básico de los sistemas solares prefabricados se refiere a la selección del
sistema solar prefabricado para la aplicación de A.C.S. a la que está destinado.
Pliego de condiciones 23
El dimensionado básico de una instalación, para cualquier aplicación, deberá realizarse de
forma que en ningún mes del año la energía producida por la instalación solar supere el 110
% de la demanda de consumo y no más de tres meses seguidos el 100 %. A estos efectos, y
para instalaciones de un marcado carácter estacional, no se tomarán en consideración
aquellos periodos de tiempo en los cuales la demanda se sitúe un 50 % debajo de la media
correspondiente al resto del año.
En el caso de que se dé la situación de estacionalidad en los consumos indicados
anteriormente, deberán tomarse las medidas de protección de la instalación
correspondientes, indicadas en el Anexo IX (―Requisitos técnicos del contrato de
mantenimiento‖).
El rendimiento de la instalación se refiere sólo a la parte solar de la misma. En caso de
sistemas de refrigeración por absorción se refiere a la producción de la energía solar térmica
necesaria para el sistema de refrigeración.
A estos efectos, se definen los conceptos de fracción solar y rendimiento medio estacional o
anual de la siguiente forma:
Fracción solar mes ―x‖ = (Energía solar aportada el mes ―x‖ / Demanda energética durante el
mes ―x‖) × 100
Fracción solar año ―y‖ = (Energía solar aportada el año ―y‖ / Demanda energética durante el
año ―y‖) × 100
Rendimiento medio año ―y‖ = (Energía solar aportada el año ―y‖ / Irradiación incidente
año ―y‖) × 100
Irradiación incidente año ―y‖ = Suma de las irradiaciones incidentes de los meses
del año ―y‖ Irradiaciones incidentes en el mes ―x‖ = Irradiación en el mes ―x‖ ×
Superficie captadora
El concepto de energía solar aportada el año “y‖ se refiere a la energía demandada
realmente satisfecha por la instalación de energía solar. Esto significa que para su cálculo
nunca podrá considerarse más de un 100 % de aporte solar en un determinado mes.
Pliego de condiciones 24
Para el cálculo del dimensionado básico de instalaciones a medida podrá utilizarse
cualquiera de los métodos de cálculo comerciales de uso aceptado por proyectistas,
fabricantes e instaladores. El método de cálculo especificará, al menos sobre base mensual,
los valores medios diarios de la demanda de energía y del aporte solar. Asimismo, el
método de cálculo incluirá las prestaciones globales anuales definidas por:
— La demanda de energía térmica.
— La energía solar térmica aportada.
— Las fracciones solares medias mensuales y anuales.
— El rendimiento medio anual.
La selección del sistema solar prefabricado se realizará a partir de los resultados de ensayo
del sistema, teniendo en cuenta que tendrá también que cumplir lo especificado en el RITE.
Independientemente de lo especificado en los párrafos anteriores, en el caso de A.C.S. se
debe tener en cuenta que el sistema solar se debe diseñar y calcular en función de la energía
que aporta a lo largo del día y no en función de la potencia del generador (captadores
solares), por tanto se debe prever una acumulación acorde con la demanda y el aporte, al no
ser ésta simultánea con la generación.
Para esta aplicación el área total de los captadores tendrá un valor tal que se cumpla la
condición:
50 < V/A < 180
Donde A será el área total de los captadores, expresada en m2, y V es el volumen del
depósito de acumulación solar, expresado en litros, cuyo valor recomendado es
aproximadamente la carga de consumo diaria M: V = M.
Pliego de condiciones 25
Además, para instalaciones con fracciones solares bajas, se deberá considerar el uso de
relaciones V/A pequeñas y para instalaciones con fracciones solares elevadas se deberá
aumentar dicha relación.
Para instalaciones de climatización de piscinas exclusivamente, no se podrá usar ningún
volumen de acumulación, aunque se podrá utilizar un pequeño almacenamiento de inercia
en el primario.
Para instalaciones de climatización se dimensionará el volumen de acumulación para que se
cubran las necesidades de energía demandada durante, al menos, una hora. De cualquier
forma se recomienda usar una relación de V/A entre 25 l/m2 y 50 l/m2
3.2. Diseño del sistema de captación
3.2.1. Generalidades
El captador seleccionado deberá poseer la certificación emitida por un organismo
competente en la materia, según la legislación vigente.
A efectos de este PCT, será necesaria la presentación de la certificación de los ensayos del
captador realizados por laboratorio acreditado, así como las curvas de rendimiento
obtenidas por el citado laboratorio.
Se recomienda que los captadores que integren la instalación sean del mismo modelo, tanto
por criterios energéticos como por criterios constructivos.
Pliego de condiciones 26
3.2.2. Orientación, inclinación, sombras e integración arquitectónica
La orientación e inclinación del sistema de captación y las posibles sombras sobre el mismo
serán tales que las pérdidas respecto al óptimo, sean inferiores a los límites de la tabla 2. Se
considerarán tres casos: general, superposición de captadores e integración arquitectónica
según se define más adelante. En todos los casos se han de cumplir tres condiciones:
pérdidas por orientación e inclinación, pérdidas por sombreado y pérdidas totales inferiores a
los límites estipulados respecto a los valores óptimos.
Tabla 2
Orientación e
inclinación (OI)
Sombras
(S)
Total
(OI + S)
General 10 % 10 % 15 %
Superposición 20 % 15 % 30 %
Integración arquitectónica 40 % 20 % 50 %
Se considera la dirección Sur como orientación óptima y la mejor inclinación, $opt,
dependiendo del periodo de utilización, uno de los valores siguientes:
Consumo constante anual: la latitud geográfica
Consumo preferente en invierno: la latitud geográfica + 10°
Consumo preferente en verano: la latitud geográfica - 10°
Se debe evaluar la disminución de prestaciones que se origina al modificar la orientación e
inclinación de la superficie de captación, siguiendo el procedimiento especificado en el
Anexo V.
Se considera que existe integración arquitectónica cuando los captadores cumplen una doble
Pliego de condiciones 27
función energética y arquitectónica y además sustituyen elementos constructivos
convencionales. Se considera que existe superposición arquitectónica cuando la colocación
de los captadores se realiza paralela a la envolvente del edificio, no aceptándose en este
concepto la disposición horizontal del absorbedor, con el fin de favorecer la
autolimpieza de los captadores. Una regla fundamental a seguir para conseguir la
integración o superposición de las instalaciones solares es la de mantener, dentro de lo
posible, la alineación con los ejes principales de la edificación.
3.2.3. Conexionado
Los captadores se dispondrán en filas constituidas, preferentemente, por el mismo número de
elementos. Las filas de captadores se pueden conectar entre si en paralelo, en serie o en
serie- paralelo, debiéndose instalar válvulas de cierre en la entrada y salida de las distintas
baterías de captadores y entre las bombas, de manera que puedan utilizarse para aislamiento
de estos componentes en labores de mantenimiento, sustitución, etc.
Dentro de cada fila los captadores se conectarán en serie o en paralelo. El número de
captadores que se pueden conectar en paralelo tendrá en cuenta las limitaciones del
fabricante.
La superficie de una fila de captadores conexionados en serie no será superior a 10 m2. En
caso de algunos usos industriales y refrigeración por absorción, si estuviese justificado,
podrá elevarse a lo máximo permitido por el fabricante. En el caso de A.C.S., el número de
captadores conexionados en serie no será superior a lo fijado en la sección H4
(―Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria‖) del Código Técnico de la
Edificación.
Se dispondrá de un sistema para asegurar igual recorrido hidráulico en todas las baterías de
captadores. En general se debe alcanzar un flujo equilibrado mediante el sistema de retorno
Pliego de condiciones 28
invertido. Si esto no es posible, se puede controlar el flujo mediante mecanismos adecuados,
como válvulas de equilibrado. Se deberá prestar especial atención en la estanqueidad y
durabilidad de las conexiones del captador.
En la figura 2 se pueden observar de forma esquemática las conexiones mencionadas en este
apartado.
(a) (b)
Fig. 2. Conexión de captadores: a) En serie. b) En paralelo. c) En
serie-paralelo.
Pliego de condiciones 29
3.2.4. Estructura soporte
Si el sistema posee una estructura soporte que es montada normalmente en el exterior, el
fabricante deberá especificar los valores máximos de sk (carga de nieve) y vm (velocidad
media de viento) de acuerdo con ENV 1991-2-3 y ENV 1991-2-4.
Esto deberá verificarse durante el diseño calculando los esfuerzos de la estructura soporte de
acuerdo con estas normas.
El sistema sólo podrá ser instalado en localizaciones donde los valores de sk y vm
determinados de acuerdo con ENV 1991-2-3 y ENV 1991-2-4 sean menores que los valores
máximos especificados por el fabricante.
El diseño y la construcción de la estructura y el sistema de fijación de captadores, permitirá
las necesarias dilataciones térmicas, sin transmitir cargas que puedan afectar a la integridad
de los captadores o al circuito hidráulico.
Los puntos de sujeción del captador serán suficientes en número, teniendo el área de apoyo y
posición relativa adecuadas, de forma que no se produzcan flexiones en el captador
superiores a las permitidas por el fabricante.
Los topes de sujeción de los captadores y la propia estructura no arrojarán sombra sobre
estos últimos.
3.3. Diseño del sistema de acumulación solar
3.3.1. Generalidades
Los acumuladores para A.C.S. y las partes de acumuladores combinados que estén en
contacto con agua potable, deberán cumplir los requisitos de UNE EN 12897.
Preferentemente, los acumuladores serán de configuración vertical y se ubicarán en zonas
interiores.
Pliego de condiciones 30
Para aplicaciones combinadas con acumulación centralizada es obligatoria la configuración
vertical del depósito, debiéndose además cumplir que la relación altura/diámetro del mismo
sea mayor de dos.
En caso de que el acumulador esté directamente conectado con la red de distribución de agua
caliente sanitaria, deberá ubicarse un termómetro en un sitio claramente visible por el
usuario. El sistema deberá ser capaz de elevar la temperatura del acumulador a 60 °C y hasta
70 °C con objeto de prevenir la legionelosis, tal como dispone el RD 865/2003, de 4 de julio.
En caso de aplicaciones para A.C.S. es necesario prever un conexionado puntual entre el
sistema auxiliar y el solar de forma que se pueda calentar este último con el auxiliar, para
poder cumplir con las medidas de prevención de legionella. Se podrán proponer otros
métodos de tratamiento anti-legionella.
Aun cuando los acumuladores solares tengan el intercambiador de calor incorporado, se
cumplirán los requisitos establecidos para el diseño del sistema de intercambio en el
apartado 3.4 de este documento.
Los acumuladores de los sistemas grandes a medida con un volumen mayor de 2 m3
deberán llevar válvulas de corte u otros sistemas adecuados para cortar flujos al exterior del
depósito no intencionados en caso de daños del sistema.
Pliego de condiciones 31
3.3.2. Situación de las conexiones
Con objeto de aprovechar al máximo la energía captada y evitar la pérdida de la
estratificación por temperatura en los depósitos, la situación de las tomas para las diferentes
conexiones serán las establecidas en los puntos siguientes:
a) La conexión de entrada de agua caliente procedente del intercambiador o de
los captadores al acumulador se realizará, preferentemente, a una altura
comprendida entre el 50 % y el 75 % de la altura total del mismo.
b) La conexión de salida de agua fría del acumulador hacia el intercambiador o
los captadores se realizará por la parte inferior de éste.
c) En caso de una sola aplicación, la alimentación de agua de retorno de
consumo al depósito se realizará por la parte inferior. En caso de sistemas
abiertos en el consumo, como por ejemplo A.C.S., esto se refiere al agua fría
de red. La extracción de agua caliente del depósito se realizará por la parte
superior.
d) En caso de varias aplicaciones dentro del mismo depósito habrá que tener en
cuenta los niveles térmicos de éstas, de forma que tanto las salidas como los
retornos para aplicaciones que requieran un mayor nivel térmico en
temperaturas estén por encima de las que requieran un nivel menor.
Se recomienda que la/s entrada/s de agua de retorno de consumo esté equipada con una placa
deflectora en la parte interior, a fin de que la velocidad residual no destruya la estratificación
en el acumulador o el empleo de otros métodos contrastados que minimicen la mezcla.
Las conexiones de entrada y salida se situarán de forma que se eviten caminos preferentes de
circulación del fluido.
3.3.3. Varios acumuladores
Pliego de condiciones 32
Cuando sea necesario que el sistema de acumulación solar esté formado por más de un
depósito, éstos se conectarán en serie invertida en el circuito de consumo o en paralelo con
los circuitos primarios y secundarios equilibrados, tal como se puede ver en la figura 3 a
conexión de los acumuladores permitirá la desconexión individual de los mismos sin
interrumpir el funcionamiento de la instalación.
Fig. 3. a) Conexión en serie invertida con el circuito de consumo. b) Conexión en paralelo con el circuito
secundario equilibrado.
Pliego de condiciones 33
3.3.4. Sistema auxiliar en el acumulador solar
No se permite la conexión de un sistema auxiliar en el acumulador solar, ya que esto puede
suponer una disminución de las posibilidades de la instalación solar para proporcionar las
prestaciones energéticas que se pretenden obtener con este tipo de instalaciones.
No obstante, y cuando existan circunstancias especificas en la instalación que lo demanden
(excepto en los casos de producción de A.C.S. y climatización de piscinas), se podrá
considerar la incorporación de energía convencional en el acumulador solar, para lo cual será
necesaria la presentación de una descripción detallada de todos los sistemas y equipos
empleados, que justifique suficientemente que se produce el proceso de estratificación y que
además permita la verificación del cumplimiento, como mínimo, de todas y cada una de las
siguientes condiciones en el acumulador solar:
1. Deberá tratarse de un sistema indirecto: acumulación solar en el secundario.
2. Volumen total máximo de 2000 litros.
3. Configuración vertical con relación entre la altura y el diámetro del
acumulador no inferior a 2.
4. Calentamiento solar en la parte inferior y calentamiento convencional en la
parte superior considerándose el acumulador dividido en dos partes
separadas por una de transición de, al menos, 10 centímetros de altura. La
parte solar inferior deberá cumplir con los criterios de dimensionado de
estas prescripciones y la parte convencional superior deberá cumplir con los
criterios y normativas habituales de aplicación.
5. La conexión de entrada de agua caliente procedente del intercambiador solar
al acumulador se realizará, preferentemente, a una altura comprendida entre
el 50 % y el 75 % de la altura total del mismo, y siempre por debajo de la
zona de transición. La conexión de salida de agua fría hacia el
Pliego de condiciones 34
intercambiador se realizará por la parte inferior del acumulador.
6. Las entradas de agua estarán equipadas con una placa deflectora o
equivalente, a fin de que la velocidad residual no destruya la estratificación
en el acumulador.
7. No existirá recirculación del circuito de distribución de consumo de A.C.S.
En su caso y adicionalmente, se tendrá en cuenta lo indicado en el punto 2 del párrafo cuarto
del apartado 3.8.
En cualquier caso, queda a criterio del IDAE el dar por válido el sistema propuesto.
Para los equipos prefabricados que no cumpliendo lo indicado anteriormente en este
apartado, vengan preparados de fábrica para albergar un sistema auxiliar eléctrico, se deberá
anular esta posibilidad de forma permanente, mediante sellado irreversible u otro medio.
3.4. Diseño del sistema de intercambio
La potencia mínima de diseño del intercambiador independiente, P, en vatios, en función del
área de captadores A, en metros cuadrados, cumplirá la condición:
P ≥ 500 A
El intercambiador independiente será de placas de acero inoxidable o cobre y deberá
soportar las temperaturas y presiones máximas de trabajo de la instalación.
El intercambiador del circuito de captadores incorporado al acumulador solar estará situado
en la parte inferior de este último y podrá ser de tipo sumergido o de doble envolvente.
El intercambiador sumergido podrá ser de serpentín o de haz tubular. La relación entre la
superficie útil de intercambio del intercambiador incorporado y la superficie total de
captación no será inferior a 0,15.
En caso de aplicación para A.C.S. se puede utilizar el circuito de consumo con un
intercambiador, teniendo en cuenta que con el sistema de energía auxiliar de producción
Pliego de condiciones 35
instantánea en línea o en acumulador secundario hay que elevar la temperatura hasta 60 °C y
siempre en el punto más alejado de consumo hay que asegurar 50 °C.
3.5. Diseño del circuito hidráulico
3.5.1. Generalidades
Debe concebirse en fase de diseño un circuito hidráulico de por si equilibrado. Si no fuera
posible, el flujo debe ser controlado por válvulas de equilibrado.
En caso de aplicación para A.C.S., el circuito hidráulico del sistema de consumo deberá
cumplir los requisitos especificados en UNE-EN 806-1.
En cualquier caso los materiales del circuito deberán cumplir lo especificado en ISO/TR
10217.
3.5.2. Tuberías
Con objeto de evitar pérdidas térmicas, la longitud de tuberías del sistema deberá ser tan
corta como sea posible, evitando al máximo los codos y pérdidas de carga en general.
El diseño y los materiales deberán ser tales que no exista posibilidad de formación de
obturaciones o depósitos de cal en sus circuitos que influyan drásticamente en el rendimiento
del sistema.
Pliego de condiciones 36
3.5.3. Bombas
Si el circuito de captadores está dotado con una bomba de circulación, la caída de presión se
debería mantener aceptablemente baja en todo el circuito.
Siempre que sea posible, las bombas en línea se montarán en las zonas más frías del circuito,
teniendo en cuenta que no se produzca ningún tipo de cavitación y siempre con el eje de
rotación en posición horizontal.
En instalaciones con superficies de captación superiores a 50 m2 se montarán dos bombas
idénticas en paralelo, dejando una de reserva, tanto en el circuito primario como en el
secundario. En este caso se establecerá el funcionamiento alternativo de las mismas, de
forma manual o automática.
Las tuberías conectadas a las bombas se soportarán en las inmediaciones de éstas, de forma
que no provoquen esfuerzos recíprocos de torsión o flexión. El diámetro de las tuberías de
acoplamiento no podrá ser nunca inferior al diámetro de la boca de aspiración de la bomba.
En instalaciones de piscinas la disposición de los elementos será la siguiente: el filtro ha de
colocarse siempre entre la bomba y los captadores y el sentido de la corriente ha de ser
bomba- filtro-captadores, para evitar que la resistencia del filtro provoque una sobrepresión
perjudicial para los captadores, prestando especial atención a su mantenimiento. La
impulsión de agua caliente deberá hacerse por la parte inferior de la piscina, quedando la
impulsión de agua filtrada en superficie.
3.5.4. Vasos de expansión
Los vasos de expansión preferentemente se conectarán en la aspiración de la bomba.
Cuando no se cumpla el punto anterior, la altura en la que se situarán los vasos de expansión
abiertos será tal que asegure el no desbordamiento del fluido y la no introducción de aire en
el circuito primario.
Pliego de condiciones 37
3.5.5. Purga de aire
En los puntos altos de la salida de baterías de captadores y en todos aquellos puntos de la
instalación donde pueda quedar aire acumulado, se colocarán sistemas de purga constituidos
por botellines de desaireación y purgador manual o automático. El volumen útil del botellín
será superior a 100 cm3. Este volumen podrá disminuirse si se instala a la salida del circuito
solar y antes del intercambiador un desaireador con purgador automático.
3.5.6. Drenaje
Los conductos de drenaje de las baterías de captadores se diseñarán en lo posible de forma
que no puedan congelarse.
3.6. Recomendaciones específicas adicionales para sistemas por circulación natural
Es muy importante, en instalaciones que funcionen por circulación natural, el correcto diseño
de los distintos componentes y circuitos que integran el sistema, de forma que no se
introduzcan grandes pérdidas de carga y se desfavorezca la circulación del fluido por
termosifón. Para esto se recomienda prestar atención a:
– El diseño del captador y su conexionado. Preferentemente se instalarán
captadores con conductos distribuidores horizontales y sin cambios complejos
de dirección de los conductos internos.
– El trazado de tuberías. Deberá ser de la menor longitud posible, situando el
acumulador cercano a los captadores. En ningún caso el diámetro de las
tuberías será inferior a DN15. En general, dicho diámetro se calculará de
forma que corresponda al diámetro normalizado inmediatamente superior al
necesario en una instalación equivalente con circulación forzada.
Pliego de condiciones 38
– El sistema de acumulación. Depósitos situados por encima de la batería de
captadores favorecen la circulación natural. En caso de que la acumulación
esté situada por debajo de la batería de captadores, es muy importante utilizar
algún tipo de dispositivo que, sin introducir pérdidas de carga adicionales de
consideración, evite el flujo inverso no intencionado.
3.7. Requisitos específicos adicionales para sistemas directos
No están permitidos los sistemas directos para las aplicaciones de A.C.S.
Para otras aplicaciones tampoco podrán instalarse sistemas directos en zonas con riesgo de
heladas.
Siempre que se opte por un sistema directo se aportará documentación, obtenida en el Instituto
Nacional de Meteorología u otra entidad similar, en la que se demuestre que la zona donde se
va a realizar la instalación no tiene riesgo de heladas.
3.8. Diseño del sistema de energía auxiliar
Para asegurar la continuidad en el abastecimiento de la demanda térmica, las instalaciones de
energía solar deben disponer de un sistema de energía auxiliar.
Por razones de eficiencia energética, entre otras, se desaconseja la utilización de energía
eléctrica obtenida por efecto Joule como fuente auxiliar, especialmente en los casos de altos
consumos y fracciones solares anuales bajas.
Queda prohibido el uso de sistemas de energía auxiliar en el circuito primario de captadores.
El diseño del sistema de energía auxiliar se realizará en función de la aplicación (o
aplicaciones) de la instalación, de forma que sólo entre en funcionamiento cuando sea
estrictamente necesario y que se aproveche lo máximo posible la energía extraída del campo
de captación solar. Para ello se seguirán los siguientes criterios:
Pliego de condiciones 39
1. Para pequeñas cargas de consumo se recomienda usar un sistema de energía
auxiliar en línea, siendo para estos casos los sistemas de gas modulantes en
temperatura los más idóneos.
2. En caso de aceptarse, de acuerdo con el punto 3.3.4, la instalación de una
resistencia eléctrica como sistema de energía auxiliar dentro del acumulador
solar, su conexión, salvo que se apruebe expresamente otro procedimiento,
sólo se podrá hacer mediante un pulsador manual y la desconexión será
automática a la temperatura de referencia. Adicionalmente, se instalará un
termómetro en la parte baja de la zona de calentamiento con energía
convencional (ver 3.3.4) cuya lectura sea fácilmente visible para el usuario. La
documentación a entregar al usuario deberá contener instrucciones claras de
operación del sistema auxiliar y deberá ser previamente aprobada por el IDAE.
3. No se recomienda la conexión de un retorno desde el acumulador de energía
auxiliar al acumulador solar, salvo que existan periodos de bajo consumo
estacionales, en los que se prevea elevadas temperaturas en el acumulador
solar. La instalación térmica deberá efectuarse de manera que en ningún caso
se introduzca en el acumulador solar energía procedente de la fuente auxiliar.
4. Para la preparación de agua caliente sanitaria, se permitirá la conexión del
sistema de energía auxiliar en paralelo con la instalación solar cuando se
cumplan los siguientes requisitos:
— Exista previamente un sistema de energía auxiliar constituido por
uno o varios calentadores instantáneos no modulantes y sin que sea
posible regular la temperatura de salida del agua.
— Exista una preinstalación solar que impida o dificulte el
conexionado en serie
5. Para sistemas con energía auxiliar en paralelo y especialmente en aplicaciones de
Pliego de condiciones 40
climatización, usos industriales y otras aplicaciones en ese rango de temperaturas, es
necesario un sistema de regulación del agua calentada por el sistema solar y auxiliar de
forma que se aproveche al máximo la energía solar.
En los puntos 4 y 5, la conmutación de sistemas será fácilmente accesible.
Para A.C.S., el sistema de aporte de energía auxiliar con acumulación o en línea siempre
dispondrá de un termostato de control sobre la temperatura de preparación que en
condiciones normales de funcionamiento permitirá cumplir con el RD 865/2003. Este punto
no será de aplicación en los calentadores instantáneos de gas no modulantes. En caso de
climatización, el termostato de control estará ajustado en función de la aplicación de frio o
calor de forma automática o manual.
Cuando el sistema de energía auxiliar sea eléctrico, la potencia correspondiente será inferior
a 300 W por cada metro cuadrado de superficie captadora. Para instalaciones de tamaño
inferior a 5 m2 la potencia podrá ser de 1500 W. En el caso de resistencias sumergidas, los
valores de potencia disminuirán hasta 150 W por metro cuadrado y hasta 750 W para
instalaciones de tamaño inferior a 5 m2.
3.9. Diseño del sistema eléctrico y de control
El diseño del sistema de control asegurará el correcto funcionamiento de las instalaciones,
procurando obtener un buen aprovechamiento de la energía solar captada y asegurando un
uso adecuado de la energía auxiliar. El sistema de regulación y control comprende los
siguientes sistemas:
— Control de funcionamiento del circuito primario y secundario (si existe).
— Sistemas de protección y seguridad de las instalaciones contra
sobrecalentamientos, heladas, etc.
El sistema de control asegurará que en ningún caso se alcancen temperaturas superiores a las
máximas soportadas por los materiales, componentes y tratamientos de los circuitos.
Pliego de condiciones 41
Con independencia de que realice otras funciones, el sistema de control se realizará por
control diferencial de temperaturas, mediante un dispositivo electrónico (módulo de control
diferencial, en los esquemas representado por MCD) que compare la temperatura de
captadores con la temperatura de acumulación o retorno, como por ejemplo ocurre en la
acumulación distribuida. El sistema de control actuará y estará ajustado de manera que las
bombas no estén en marcha cuando la diferencia de temperaturas sea menor de 2 °C y no
estén paradas cuando la diferencia sea mayor de 7 °C. La diferencia de temperaturas entre
los puntos de arranque y de parada de termostato diferencial no será menor de 2 °C. De esta
forma el funcionamiento de la parte solar de una instalación se optimiza. Para optimizar el
aprovechamiento solar de la instalación y, cuando exista intercambiador exterior, se podrán
instalar también dos controles diferenciales.
El sistema de control asegurará que en ningún punto la temperatura del fluido de trabajo
descienda por debajo de una temperatura tres grados superior a la de congelación del fluido.
Las instalaciones con varias aplicaciones deberán ir dotadas con un sistema individual para
seleccionar la puesta en marcha de cada una de ellas, complementado con otro que regule la
aportación de energía a la misma. Esto se puede realizar por control de temperatura o caudal
actuando sobre una válvula de reparto, de tres vías todo o nada, bombas de circulación... o
por combinación de varios mecanismos.
Las sondas de temperatura para el control diferencial se colocarán en la parte superior de los
captadores, de forma que representen la máxima temperatura del circuito de captación.
Cuando exista, el sensor de temperatura de la acumulación se colocará preferentemente en la
parte inferior, en una zona no influenciada por la circulación del circuito secundario o por el
calentamiento del intercambiador si éste fuera incorporado.
3.10. Diseño del sistema de monitorización
Para el caso de instalaciones mayores de 20 m2 se deberá disponer al menos de un
Pliego de condiciones 42
sistema analógico de medida local que indique como mínimo las siguientes variables:
Opción 1:
— Temperatura de entrada de agua fría de red
— Temperatura de salida del acumulador solar
— Caudal de agua fría de red
Opción 2:
— Temperatura inferior del acumulador solar
— Temperatura de captadores
— Caudal por el circuito primario
El tratamiento de los datos proporcionará al menos la energía solar térmica acumulada a lo
largo del tiempo.
En el Anexo VII se describe un sistema de monitorización más completo.
Pliego de condiciones 43
ANEXO I: NORMATIVA DE APLICACIÓN Y
CONSULTA
Pliego de condiciones 44
Normativa de aplicación y
consulta
I.1 Normativa de aplicación
Código Técnico de la Edificación (CTE).
Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y sus Instrucciones Técnicas.
Reglamento de Recipientes a Presión (RAP).
Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) y sus Instrucciones Técnicas
Complementarias (ITC.BT).
Ordenanzas de Seguridad e Higiene en el Trabajo (OSHT). Ley de Protección del Ambiente
Atmosférico (LPAA).
Ley número 88/67 de 8 de noviembre: Sistema Internacional de Unidades de Medida SI.
Real Decreto 865l2003, de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higiénico-
sanitarios para la prevención y control de la legionelosis.
Orden de 28 de julio de 1980, por la que se aprueban las normas e instrucciones técnicas
complementarias para la homologación de los paneles solares.
Orden ITCl71l2007, de 22-01-2007, por la que se modifica el anexo de la Orden 28-07-1980
por la que se aprueban las normas e instrucciones técnicas complementarias para la
homologación de paneles solares.
Orden ITCl2761l2008, de 26 de septiembre, por la que se amplía el plazo establecido en la
disposición transitoria segunda de la Orden ITCl71l2007, de 22 de enero, por la que se
modifica el anexo de la Orden de 28 de julio de 1980 por la que se aprueban las normas e
instrucciones técnicas complementarias para la homologación de paneles solares.
Pliego de condiciones 45
I.2 Normativa de consulta
UNE-EN 12975-1: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Captadores solares. Parte 1:
Requisitos generales.
UNE-EN 12975-2: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Captadores solares. Parte 2:
Métodos de ensayo.
UNE-EN 12976-1: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Sistemas solares
prefabricados. Parte 1: Requisitos generales.
UNE-EN 12976-2: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Sistemas solares
prefabricados. Parte 2: Métodos de ensayo.
UNE-EN 12977-1: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Instalaciones a medida.
Parte 1: Requisitos generales.
UNE-EN 12977-2: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Instalaciones a medida.
Parte 2: Métodos de ensayo.
UNE-EN 12977-3: Sistemas solares térmicos y sus componentes. Parte 3: Caracterización del
funcionamiento de acumuladores para las instalaciones de calefacción solares.
UNE 94002: Instalaciones solares térmicas para producción de agua caliente sanitaria: cálculo
de la demanda de energía térmica.
UNE 94003: Datos climáticos para el dimensionado de las instalaciones solares térmicas.
prEN 806-1: Specifications for installations inside buildings conveying water for human
consumption. Part 1: General.
prEN 1717: Protection against pollution of potable water in drinking water installations and
general requirements of devices to prevent pollution by back flow.
EN 60335-1/1995: Safety of household and similar electrical appliances. Part 1: General
Pliego de condiciones 46
requirements (IEC 335-1/1991 modified).
EN 60335-2-21: Safety of household and similar electrical appliances. Part 2: Particular
requirements for storage water heaters (IEC 335-2-21/1989 + Amendments 1/1990 and 2/1990,
modified).
ENV 61024-1: Protection of structures against lightning. Part 1: General principles
(IEC 1024-1l1990, modified).
Real Decreto 47l2007, de 19 de enero, por el que se aprueba el Procedimiento básico para la
certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción.
ISO 9488: Energía solar.Vocabulario.
Se considerará la edición más reciente de las normas antes mencionadas, con las
últimas modificaciones oficialmente aprobadas.
Pliego de condiciones 47
ANEXO II: DEFINICIONES
Pliego de condiciones 48
Definiciones
II.1 Parámetros ambientales
Radiación solar: Energía procedente del Sol en forma de ondas electromagnéticas.
Radiación solar directa: Radiación solar incidente sobre un plano dado, procedente de un
pequeño ángulo sólido centrado en el disco solar.
Radiación solar hemisférica: Radiación solar incidente en una superficie plana dada,
recibida desde un ángulo sólido de 2π sr (del hemisferio situado por encima de la superficie).
Hay que especificar la inclinación y azimut de la superficie receptora.
Radiación solar difusa: Radiación solar hemisférica menos la radiación solar directa.
Radiación solar global: Radiación solar hemisférica recibida en un plano horizontal.
Irradiancia solar: Potencia radiante incidente por unidad de superficie sobre un plano dado.
Se expresa en W/m2.
Irradiancia solar directa: Cociente entre el flujo radiante recibido en una superficie plana
dada, procedente de un pequeño ángulo sólido centrado en el disco solar, y el área de dicha
superficie. Si el plano es perpendicular al eje del ángulo sólido, la irradiancia solar recibida
se llama directa normal. Se expresa en W/m2.
Irradiancia solar difusa: Irradiancia de la radiación solar difusa sobre una superficie
receptora plana. Hay que especificar la inclinación y el azimut de la superficie receptora.
Irradiancia solar reflejada: La radiación por unidad de tiempo y unidad de área que,
procedente de la reflexión de la radiación solar en el suelo y otros objetos, incide sobre una
superficie.
Pliego de condiciones 49
Irradiación: Energía incidente por unidad de superficie sobre un plano dado, obtenida por
integración de la irradiancia durante un intervalo de tiempo dado, normalmente una hora o
un día. Se expresa en MJ/m2 o kWh/m2.
Aire ambiente: Aire (tanto interior como exterior) que envuelve a un acumulador de energía
térmica, a un captador solar o a cualquier objeto que se esté considerando.
II.2 Instalación
Instalaciones abiertas: Instalaciones en las que el circuito primario está comunicado de
forma permanente con la atmósfera.
Instalaciones cerradas: Instalaciones en las que el circuito primario no tiene comunicación
directa con la atmósfera.
Instalaciones de sistema directo: Instalaciones en las que el fluido de trabajo es la propia
agua de consumo que pasa por los captadores.
Instalaciones de sistema indirecto: Instalaciones en las que el fluido de trabajo se mantiene
en un circuito separado, sin posibilidad de comunicarse con el circuito de consumo.
Instalaciones por termosifón: Instalaciones en las que el fluido de trabajo circula por
convección libre.
Instalación con circulación forzada: Instalación equipada con dispositivos que provocan la
circulación forzada del fluido de trabajo.
Circuito primario: Circuito del que forman parte los captadores y las tuberías que los unen,
en el cual el fluido recoge la energía solar y la transmite.
Circuito secundario: Circuito en el que se recoge la energía transferida del circuito primario
para ser distribuida a los puntos de consumo.
Circuito de consumo: Circuito por el que circula agua de consumo.
Sistema solar prefabricado: Sistema de energía solar para los fines de preparación sólo de
Pliego de condiciones 50
agua caliente, ya sea como un sistema compacto o como un sistema partido. Consiste bien en
un sistema integrado o bien un conjunto y configuración uniformes de componentes. Se
produce bajo condiciones que se presumen uniformes y es ofrecido a la venta bajo un solo
nombre comercial.
Un solo sistema puede ser ensayado como un todo en un laboratorio, dando lugar a
resultados que representan sistemas con la misma marca comercial, configuración,
componentes y dimensiones.
Los sistemas de energía auxiliar conectados en serie con el sistema solar prefabricado no se
consideran partes del mismo.
Sistema compacto: Equipo solar prefabricado cuyos elementos se encuentran montados en
una sola unidad, aunque físicamente pueden estar diferenciados.
Sistema partido: Equipo solar prefabricado cuyos elementos principales (captación y
acumulación) se pueden encontrar a una distancia física relevante.
Sistema integrado: Equipo solar prefabricado cuyos elementos principales (captación y
acumulación) constituyen un único componente y no es posible diferenciarlos físicamente.
II.3 Captadores
Captador solar térmico: Dispositivo diseñado para absorber la radiación solar y transmitir la
energía térmica así producida a un fluido de trabajo que circula por su interior.
Captador solar de líquido: Captador solar que utiliza un liquido como fluido de trabajo.
Captador solar de aire: Captador solar que utiliza aire como fluido de trabajo.
Captador solar plano: Captador solar sin concentración cuya superficie absorbedora es
sensiblemente plana.
Captador sin cubierta: Captador solar sin cubierta sobre el absorbedor.
Captador de concentración: Captador solar que utiliza reflectores, lentes u otros elementos
Pliego de condiciones 51
ópticos para redireccionar y concentrar sobre el absorbedor la radiación solar que atraviesa la
apertura.
Captador de vacío: Captador en el que se ha realizado el vacio en el espacio entre
absorbedor y cubierta.
Captador de tubos de vacío: Captador de vacío que utiliza un tubo transparente
(normalmente de cristal) donde se ha realizado el vacio entre la pared del tubo y el
absorbedor.
Cubierta: Elemento o elementos transparentes (o translúcidos) que cubren el absorbedor para
reducir las pérdidas de calor y protegerlo de la intemperie.
Absorbedor: Componente de un captador solar cuya función es absorber la energía radiante
y transferirla en forma de calor a un fluido.
Placa absorbente: Absorbedor cuya superficie es sensiblemente plana.
Apertura: Superficie a través de la cual la radiación solar no concentrada es admitida en el
captador.
Apertura: Superficie a través de la cual la radiación solar no concentrada es admitida en el
captador.
Área de apertura: Es la máxima proyección plana de la superficie del captador transparente
expuesta a la radiación solar incidente no concentrada.
Área total: Área máxima proyectada por el captador completo, excluyendo cualquier medio
de soporte y acoplamiento de los tubos expuesta.
Fluido de transferencia de calor o fluido de trabajo: Es el fluido encargado de recoger y
transmitir la energía captada por el absorbedor.
Pliego de condiciones 52
Carcasa: Es el componente del captador que conforma su superficie exterior, fija la cubierta,
contiene y protege a los restantes componentes del captador y soporta los anclajes del
mismo.
Materiales aislantes: Son aquellos materiales de bajo coeficiente de conductividad térmica
cuyo empleo en el captador solar tiene por objeto reducir las pérdidas de calor por la parte
posterior y laterales.
Junta de cubierta: Es un elemento cuya función es asegurar la estanqueidad de la unión
cubierta-carcasa.
Temperatura de estancamiento del captador: Corresponde a la máxima temperatura del
fluido que se obtiene cuando, sometido el captador a altos niveles de radiación y
temperatura ambiente y siendo la velocidad del viento despreciable, no existe circulación en
el captador y se alcanzan condiciones cuasi-estacionarias.
II.4 Componentes
Intercambiador de calor: Dispositivo en el que se produce la transferencia de energía del
circuito primario al circuito secundario.
Acumulador solar o depósito solar: Depósito en el que se acumula el agua calentada por
energía solar.
Depósito de expansión: Dispositivo que permite absorber las variaciones de volumen y
presión en un circuito cerrado producidas por las variaciones de temperatura del fluido
circulante. Puede ser abierto o cerrado, según esté o no en comunicación con la atmósfera.
Bomba de circulación: Dispositivo electromecánico que produce la circulación forzada del
fluido a través de un circuito.
Pliego de condiciones 53
Purgador de aire: Dispositivo que permite la salida del aire acumulado en el circuito. Puede
ser manual o automático.
Válvula de seguridad: Dispositivo que limita la presión máxima del circuito.
Válvula anti-retorno: Dispositivo que evita el paso de fluido en un sentido.
Controlador diferencial de temperaturas: Dispositivo electrónico que comanda distintos
elementos eléctricos de la instalación (bombas, electroválvulas, etc.) en función,
principalmente, de las temperaturas en distintos puntos de dicha instalación.
Termostato de seguridad: Dispositivo utilizado para detectar la temperatura máxima
admisible del fluido de trabajo en el algún punto de la instalación.
Controlador anti-hielo: Dispositivo que impide la congelación del fluido de trabajo.
II.5 Otras definiciones
Almacenamiento estacional: Es el que se produce o realiza durante una estación o parte del
año.
Archivo de clasificación: Es el archivo de documentación técnica para sistemas solares de
calentamiento pequeños a medida, de una Compañía, el cual incluye:
— Clasificación completa para sistemas pequeños a medida.
— Descripción completa de todas las configuraciones del sistema.
— Descripción completa de todas las combinaciones comercializadas de las
configuraciones del sistema y componentes, incluyendo dimensiones de éstos y
número de unidades.
— Información técnica de todo.
Referencia: Sistemas solares de calentamiento pequeños a medida, UNE 12977-1, párrafo 3.2.
Archivo de documentación: Conjunto de instrucciones para el montaje, instalación y
Pliego de condiciones 54
operación de un sistema solar.
La documentación del sistema deberá ser completa y entendible:
Todos los componentes de cada sistema pequeño a medida deberán ir
provistos con un conjunto de instrucciones de montaje y funcionamiento
entendibles, asa como recomendaciones de servicio. Esta documentación
deberá incluir todas las instrucciones necesarias para el montaje, instalación,
operación y mantenimiento. Estas instrucciones deberán incluir toda la
información que contiene la lista de 4.6 de EN 12976-1.
Cada sistema grande a medida deberá ir provisto con un conjunto de
instrucciones de montaje y funcionamiento, así como recomendaciones de
servicio. Esta documentación deberá incluir todas las instrucciones
necesarias para el montaje, instalación, operación y mantenimiento y todos
los registros de arranque inicial y puesta en servicio de acuerdo con 6.6 de la
UNE 12977-1
Los documentos deberán ser guardados en un lugar visible (preferentemente
cerca del acumulador), protegidos del calor, agua y polvo.
Pliego de condiciones 55
ANEXO III: PRUEBAS Y DOCUMENTACIÓN
Pliego de condiciones 56
Pruebas y documentación
III.1 Pruebas
El suministrador entregará al usuario un documento-albarán en el que conste el suministro de
componentes, materiales y manuales de uso y mantenimiento de la instalación. Este
documento será firmado por duplicado por ambas partes, conservando cada una un ejemplar.
Las pruebas a realizar por el instalador serán, como mínimo, las siguientes:
— Llenado, funcionamiento y puesta en marcha del sistema.
— Se probarán hidrostáticamente los equipos y el circuito de energía auxiliar.
— Se comprobará que las válvulas de seguridad funcionan y que las tuberías
de descarga de las mismas no están obturadas y están en conexión con la
atmósfera. La prueba se realizará incrementando hasta un valor de 1,1 veces
el de tarado y comprobando que se produce la apertura de la válvula.
— Se comprobará la correcta actuación de las válvulas de corte, llenado,
vaciado y purga de la instalación.
— Se comprobará que alimentando (eléctricamente) las bombas del circuito,
éstas entran en funcionamiento y el incremento de presión indicado por los
manómetros se corresponde en la curva con el caudal del diseño del circuito.
— Se comprobará la actuación del sistema de control y el comportamiento global
de la instalación realizando una prueba de funcionamiento diario, consistente en
verificar, que, en un día claro, las bombas arrancan por la mañana, en un tiempo
prudencial, y paran al atardecer, detectándose en el depósito saltos de temperatura
significativos.
Concluidas las pruebas y la puesta en marcha se pasará a la fase de la Recepción
Pliego de condiciones 57
Provisional de la instalación, no obstante el Acta de Recepción Provisional no se
firmará hasta haber comprobado que todos los sistemas y elementos han funcionado
correctamente durante un mínimo de un mes, sin interrupciones o paradas.
III.2 Documentación
III.2.A Documentación para sistemas solares prefabricados
III.2.A.1 Generalidades
Con cada sistema solar prefabricado, el fabricante o distribuidor oficial deberá suministrar
instrucciones para el montaje e instalación (para el instalador) e instrucciones de operación
(para el usuario). Estos documentos deberán estar escritos en el idioma(s) oficial(es) del lugar
en que se encuentre ubicada la instalación y deberán incluir todas las instrucciones necesarias
para el montaje y operación, incluyendo mantenimiento, y prestando atención a los requisitos
importantes y reglas técnicas de interés.
III.2.A.2 Documentos para el instalador
Las instrucciones de montaje deberán ser apropiadas al sistema e incluir información
concerniente a:
a) Datos técnicos que se refieran a:
1) Diagramas del sistema.
2) Localización y diámetros nominales de todas las conexiones externas.
3) Un resumen con todos los componentes que se suministran (como
captador solar, depósito de acumulación, estructura soporte, circuito
hidráulico, provisiones de energía auxiliar, sistema de
Pliego de condiciones 58
control/regulación y accesorios), con información de cada componente
del modelo, potencia eléctrica, dimensiones, peso, marca y montaje.
4) Máxima presión de operación de todos los circuitos de fluido del sistema,
tales como el circuito de captadores, el circuito de consumo y el circuito
de calentamiento auxiliar.
5) Límites de trabajo: temperaturas y presiones admisibles, etc. a través
del sistema.
6) Tipo de protección contra la corrosión.
7) Tipo de fluido de transferencia de calor.
b) Embalaje y transporte de todo el sistema y/o componentes y modo de almacenaje
(exterior, interior, embalado, no embalado).
c) Guías de instalación con recomendaciones sobre:
1) Superficies de montaje.
2) Distancias a paredes y seguridad en relación con el hielo.
3) Forma en la que las tuberías de entrada al edificio han de estar
terminadas (resistencia a lluvia y humedad).
4) Procedimiento a seguir para el aislamiento térmico de las tuberías.
5) Integración en el tejado del captador (si es apropiado).
d) Si una estructura soporte que, normalmente montada al exterior, es parte del sistema, los
valores máximos de sk (carga de nieve) y vm (velocidad principal de viento) de acuerdo
con ENV 1991-2-3 y ENV 1991-2-4 y una declaración de que el sistema sólo puede ser
instalado en sitios con valores menores de sk y vm .
e) Método de conexión de tuberías.
f) Tipos y tamaños de los dispositivos de seguridad y su drenaje. Las instrucciones de
montaje deberán indicar que cualquier válvula de tarado de presión que se instale por la cual
Pliego de condiciones 59
pueda salir vapor en condiciones de operación normal o estancamiento, habrá de ser montada
de tal forma que no se produzcan lesiones, agravios o daños causados por el escape de vapor.
Cuando el sistema esté equipado para drenar una cantidad de agua como protección contra
sobrecalentamiento, el drenaje de agua caliente debe estar construido de tal forma que el
agua drenada no cause ningún daño al sistema ni a otros materiales del edificio.
g) Los dispositivos necesarios de control y seguridad con esquema unifilar, incluyendo la
necesidad de una válvula termostática de mezcla que limite la temperatura de extracción a 60
°C, cuando así se requiera de acuerdo con 1.3.3.2.
h) Revisión, llenado y arranque del sistema.
i) Montaje del sistema.
j) Una lista de comprobación para el instalador para verificar el correcto funcionamiento del
sistema.
k) La mínima temperatura hasta la cual el sistema puede soportar heladas.
Pliego de condiciones 60
III.2.A.3 Documentos para el usuario
Las instrucciones de operación deberán incluir información concerniente a:
a) Componentes de seguridad existentes y ajustes de termostato cuando sea aplicable.
b) Implementación del sistema poniendo especial atención en el hecho de que:
1) Antes de poner el sistema en operación se debe comprobar que todas
las válvulas trabajan correctamente y que el sistema está llenado
completamente con agua y/o fluido anticongelante de acuerdo con las
instrucciones del fabricante.
2) En caso de cualquier avería, deberá llamarse a un especialista.
c) Operación normal de las válvulas de seguridad.
d) Precauciones en relación con riesgo de daños por congelación o sobrecalentamientos.
e) La manera de evitar averías cuando se arranque el sistema bajo condiciones de
congelación o posible congelación.
f) Desmontaje del sistema.
g) Mantenimiento del sistema por un especialista, incluyendo frecuencia de inspecciones y
mantenimiento y una lista de partes que tienen que ser repuestas durante el mantenimiento
normal.
h) Datos de rendimiento del sistema.
1) Rango de cargas recomendado para el sistema (en l/día) a la
temperatura especificada.
2) Consumo de electricidad anual de bombas, sistemas de control y
válvulas eléctricas del sistema para las mismas condiciones que las
especificadas para el rendimiento térmico, asumiendo un tiempo de
operación de la bomba de captadores de 2000 h.
3) Si el sistema contiene dispositivos de protección contra heladas que
causen consumo eléctrico, se hará constar la potencia eléctrica de estos
Pliego de condiciones 61
dispositivos (en W) y sus características (temperatura de arranque).
i) Cuando el sistema de protección contra heladas dependa de la electricidad y/o
suministro de agua fría y/o el sistema haya sido llenado con agua de consumo, el requisito
de no cortar nunca el suministro eléctrico y/o el suministro de agua fría, o que el sistema no
sea drenado cuando haya alta radiación solar.
j) El hecho de que durante situaciones de alta radiación, agua de consumo puede ser drenada,
si éste es el método usado para prevenir sobrecalentamientos.
k) Mínima temperatura hasta la cual el sistema puede soportar heladas.
l) Tipo de fluido de transferencia de calor.
m) En caso de sistemas con calentadores de emergencia, habrá de indicarse que dicho
calentador deberá ser usado para propósitos de emergencia.
III.2.B Documentación para sistemas solares a medida
La documentación del sistema descrita a continuación deberá ser completa y entendible.
Para sistemas pequeños debería estar disponible la documentación técnica describiendo la
clasificación propuesta por la Compañía, estando establecido el archivo de acuerdo con
III.2.B.1. Deberá suministrarse una documentación de cada sistema de acuerdo con III.2.B.2.
Para sistemas grandes, deberá suministrarse una documentación completa del sistema de
acuerdo con III.2.B.3.
III.2.B.1 Fichero de clasificación para sistemas pequeños
La documentación que describa la clasificación de los sistemas pequeños debería incluir:
a) Todas las configuraciones propuestas del sistema incluyendo los esquemas
hidráulicos y de control y las especificaciones que permitan al usuario entender
Pliego de condiciones 62
b) el modo de funcionamiento del sistema.
c) Lista de componentes a incluir dentro de las configuraciones del sistema,
con referencias completas de dimensión y tipo. La identificación de los
componentes de la lista deberá ser clara y sin ambigüedades.
d) Una lista de combinaciones propuestas de opciones dimensionales en cada una de
las configuraciones del sistema.
e) Diagramas o tablas estableciendo el rendimiento del sistema bajo condiciones de
referencia para cada combinación propuesta de opciones dimensionales en cada
configuración del sistema. Las condiciones de referencia deberían estar
completamente especificadas incluyendo supuestos hechos en cargas térmicas y
datos climatológicos.
Las cargas térmicas supuestas deberían de estar en el rango comprendido entre 0,5 y 1,5
veces la carga de diseño especificada por el fabricante.
III.2.B.2 Documentación para sistemas pequeños
Todos los componentes de cada sistema pequeño a medida deberán ir provistos con un
conjunto de instrucciones de montaje y funcionamiento entendibles, así como
recomendaciones de servicio. Esta documentación deberá incluir todas las instrucciones
necesarias para el montaje, instalación, operación y mantenimiento.
Los documentos deberán ser guardados en un lugar visible (preferentemente cerca del
acumulador), protegidos del calor, agua y polvo.
III.2.B.3 Documentos para sistemas grandes
Cada sistema grande a medida deberá ir provisto con un conjunto de instrucciones de
montaje y funcionamiento, así como recomendaciones de servicio. Esta documentación
deberá incluir todas las instrucciones necesarias para el montaje, instalación, operación y
mantenimiento, y todas las de arranque inicial y puesta en servicio.
Pliego de condiciones 63
Los documentos deberán ser guardados en un lugar visible (preferentemente cerca del
acumulador), protegidos del calor, agua y polvo.
III.2.B.3.1 Documentos con referencia a la puesta en servicio
La documentación debería incluir:
a) Todos los supuestos hechos en la carga (ofreciendo conjunto de valores en el
intervalo ± 30 % sobre la carga media seleccionada).
b) Referencia completa de los datos climáticos usados.
c) Registro completo del método usado para el dimensionado del área de
captadores, sistema(s) de almacenamiento e intercambiador de calor, incluyendo
todas los supuestos (fracción solar deseada) y referencia completa a cualquier
programa de simulación usado.
d) Registro completo de los procedimientos usados para el dimensionado hidráulico
del circuito de captadores y sus componentes.
e) Registro completo de procedimientos usados para la predicción del rendimiento
térmico del sistema, incluyendo referencia completa al programa de simulación
usado.
III.2.B.3.2 Documentos de montaje e instalación
Los documentos deberán cumplir con los puntos a), e), f), g), h), j) y k) de III.2.A.2.
La descripción del montaje e instalación del sistema deberá dar lugar a una instalación
correcta de acuerdo con los dibujos del sistema.
III.2.B.3.3 Documentos para el funcionamiento
La documentación deberá cumplir con los párrafos a), f) y g) de III.2.A.2. Los documentos
deberán incluir también:
Pliego de condiciones 64
a) Esquemas hidráulicos y eléctricos del sistema
b) Descripción del sistema de seguridad con referencia a la localización y ajustes
de los componentes de seguridad.
NOTA: Se debería dar una guía para la comprobación del sistema antes de ponerlo en
funcionamiento de nuevo después de haber descargado una o más válvulas de seguridad.
c) Acción a tomar en caso de fallo del sistema o peligro, como está especificado según
normativa de seguridad.
d) Descripción del concepto y sistema de control incluyendo la localización de los
componentes del control (sensores). Éstos deberían estar incluidos en el esquema hidráulico
del sistema.
e) Instrucciones de mantenimiento, incluyendo arranque y parada del sistema.
f) Comprobación de función y rendimiento.
Pliego de condiciones 65
ANEXO IV: CÁLCULO DE DEMANDAS
ENERGÉTICAS
Pliego de condiciones 66
W
Cálculo de demandas energéticas
IV.1 Cálculo de demanda energética en instalaciones de calentamiento de
piscinas
La demanda energética viene dada por las pérdidas térmicas en la pila de la piscina,
calculándose de forma diferente si se trata de piscina cubierta o al aire libre.
Se seguirán las indicaciones relativas a la climatización de piscinas contenidas en la sección
H4 del Código Técnico de la Edificación.
IV.1.A Cálculo en piscina cubierta
En piscinas cubiertas las pérdidas vienen dadas por:
— Las pérdidas por evaporación, que representan entre el 70 % y el 80 % de las
pérdidas totales.
— Las pérdidas por radiación, que representan entre el 15 % y el 20 % de las
pérdidas totales.
— Las pérdidas por conducción son despreciables.
Para el cálculo de las pérdidas energéticas en piscinas cubiertas, se utilizará la siguiente
fórmula empírica:
P (kW) = (130 – 3 tWS
+ 0,2 tWS
) (SW/1000)
Donde:
tWS
= Temperatura del agua (°C)
S = Superficie de la piscina (m2)
Pliego de condiciones 67
W
IV.1.B Cálculo en piscina al aire libre
En piscinas al aire libre se tendrán en cuenta los distintos tipos de pérdida de energía:
— Por radiación del agua hacia la atmósfera, más acentuadas por la noche.
— Por evaporación del agua.
— Por convección, influidas por el viento.
— Por conducción, por las paredes de la piscina.
— Por arrastre y salpicaduras de agua.
Para el cálculo de las pérdidas energéticas en piscinas al aire libre, se utilizará la siguiente
fórmula empírica:
P (kW) = [(28 + 20 v) (tWS
— tBS
) SW] / 1000
donde:
tWS
= Temperatura del agua (°C)
tBS
= Temperatura del aire (°C)
v = Velocidad del viento (m/s)
S = Superficie de la piscina (m2)
Las piscinas al aire libre se deberán ubicar preferentemente en lugares en los que la velocidad
del viento sea despreciable o lo más baja posible.
Pliego de condiciones 68
IV.2 Cálculo de demanda energética en instalaciones de agua
caliente sanitaria
La demanda energética en instalaciones de agua caliente sanitaria viene dada por el
volumen de consumo diario y las temperaturas de preparación y de agua fría.
En instalaciones existentes para las que se disponga de datos de consumo medidos en
años anteriores, se utilizarán estos datos previa justificación de los mismos. En
instalaciones, nuevas o existentes, para las que se disponga de datos de consumo de
instalaciones similares, podrá utilizarse éstos previa justificación (*).
En caso de no disponer de datos, se utilizarán para el diseño los consumos unitarios
expresados en la tabla 3, en la que se ha considerado una temperatura de referencia
de 60 °C.
Pliego de condiciones 69
Tabla 3
Criterio de consumo Litros/día
Viviendas unifamiliares 30 por persona Viviendas multifamiliares 22 por persona
Hospitales y clínicas 55 por cama
Hoteles (4 estrellas) 70 por cama
Hoteles (3 estrellas) 55 por cama
Hoteles/Hostales (2 estrellas) 40 por cama
Campings 40 por emplazamiento
Hostales/Pensiones (1 estrella) 35 por cama
Residencias (ancianos, estudiantes, etc.) 55 por cama
Vestuarios/Duchas colectivas 15 por servicio
Escuelas 3 por alumno
Cuarteles 20 por persona
Fábricas y talleres 15 por persona
Oficinas 3 por persona
Gimnasios 20 a 25 por usuario
Lavanderías 3 a 5 por kilo de ropa
Restaurantes 5 a 10 por comida
Cafeterías 1 por almuerzo
En caso de tomar una temperatura de referencia distinta de 60 °C (por ejemplo una
temperatura cercana a la de consumo, en torno a los 45 °C), los valores expresados en la
tabla 3 pueden ser fácilmente modificados sin más que multiplicarlos por el factor (60 -
t°f)/(t° - t°f), siendo t° la nueva temperatura de referencia escogida y t°f la temperatura del
agua fría (temperatura de red) de la localidad.
(*) Es conveniente realizar tomas de datos de consumo de agua caliente, en el caso de que no los hubiera.
Pliego de condiciones 70
El cálculo del número de personas por vivienda deberá hacerse utilizando los valores mínimos
siguientes:
Nº de
Nº de dormitorios personas
1
1,5
2 3
3 4
4 6
5 7
6 8
7 9
8 9
Más de 8 Igual que el
número de dormitorios
Adicionalmente, se tendrán en cuenta las pérdidas de distribución/recirculación del agua a
los puntos de consumo.
A efectos del cálculo de la carga de consumo, los valores orientativos de temperatura de
agua fría se indican en la tabla 4. También se podrán tomar en consideración los indicados
en la norma UNE 94002.
La utilización de otros datos de temperaturas de agua fría deberá ser justificada indicando la
procedencia y proceso de obtención de los mismos.
Pliego de condiciones 71
Pliego de condiciones 72
ANEXO V: CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS POR
ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN
Pliego de condiciones 73
Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación
V.1 Introducción
El objeto de este Anexo es determinar los límites en la orientación e inclinación de los
captadores de acuerdo a las pérdidas máximas permisibles.
Las pérdidas por este concepto se calcularán en función de:
— Ángulo de inclinación, β, definido como el ángulo que forma la superficie
de los captadores con el plano horizontal (figura 4). Su valor es 0° para
captadores horizontales y 90° para verticales.
— Ángulo de azimut, α, definido como el ángulo entre la proyección sobre el
plano horizontal de la normal a la superficie del captador y el meridiano del
lugar (figura 5). Valores típicos son 0° para captadores orientados al Sur,
— 90° para captadores orientados al Este y + 90° para captadores orientados al
Oeste.
Fig. 4 Fig. 5
Pliego de condiciones 74
V.2 Procedimiento
Habiendo determinado el ángulo de azimut del captador, se calcularán los límites de
inclinación aceptables de acuerdo a las pérdidas máximas respecto a la inclinación
óptima establecida. Para ello se utilizará la figura 6, válida para una la latitud (Ф) de
41°, de la siguiente forma:
Conocido el azimut, determinamos en la figura 6 los límites para la inclinación en el
caso Ф = 41°. Para el caso general, las pérdidas máximas por este concepto son del 10
%, para superposición, del 20 % y para integración arquitectónica, del 40 %. Los puntos
de intersección del límite de pérdidas con la recta de azimut nos proporcionan los
valores de inclinación máxima y mínima.
Si no hay intersección entre ambas, las pérdidas son superiores a las permitidas y la
instalación estará fuera de los límites. Si ambas curvas se intersectan, se obtienen los
valores para latitud Ф = 41° y se corrigen de acuerdo con lo que se cita a continuación.
Se corregirán los límites de inclinación aceptables en función de la diferencia entre la latitud
del lugar en cuestión y la de 41 °, de acuerdo a las siguientes fórmulas:
Inclinación máxima = inclinación (Ф = 41°) — (41° — latitud);
Inclinación mínima = inclinación (Ф = 41°) — (41° — latitud); siendo 0° su valor mínimo. En
casos cerca del límite y como instrumento de verificación, se utilizará la siguiente fórmula:
Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10–4
(β – β opt
)2
+ 3,5 × 10–5
α 2
] para 15° < β <90°
Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10–4
(β – β opt
)2
] para β ≤ 15°
Pliego de condiciones 75
V.3 Ejemplo de cálculo
Se trata de evaluar si las pérdidas por orientación e inclinación del captador están dentro de
los límites permitidos para una instalación en un tejado orientado 15° hacia el Oeste (azimut
= + 15°) y con una inclinación de 40° respecto a la horizontal, para una localidad situada en
el archipiélago Canario cuya latitud es de 29°.
Conocido el azimut, cuyo valor es + 15°, determinamos en la figura 6 los límites para la
inclinación para el caso de Ф = 41°. Los puntos de intersección del límite de pérdidas del 10
% (borde exterior de la región 90 % - 95 %), máximo para el caso general, con la recta de
azimut nos proporcionan los valores (ver figura 7):
Inclinación máxima = 60° Inclinación mínima = 7°
Corregido para la latitud del lugar:
Inclinación máxima = 60° — (41° — 29°) = 48°.
Inclinación mínima = 7° — (41° — 29°) = — 5°, que está fuera de rango. En este caso, se
adaptaría una inclinación mínima teórica de 0°.
Por tanto, esta instalación, de inclinación 40°, cumple los requisitos de pérdidas por
orientación e inclinación
Pliego de condiciones 76
Fig. 6
Fig. 7. Resolución del ejemplo.
Pliego de condiciones 77
ANEXO VI: CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE
RADIACIÓN SOLAR POR SOMBRAS
Pliego de condiciones 78
Cálculo de pérdidas de radiación solar por sombras
VI.1 Introducción
El presente Anexo describe un método de cálculo de las pérdidas de radiación solar que
experimenta una superficie debidas a sombras circundantes. Tales pérdidas se expresan como
porcentaje de la radiación solar global que incidiría sobre la mencionada superficie, de no
existir sombra alguna.
VI.2 Procedimiento
El procedimiento consiste en la comparación del perfil de obstáculos que afecta a la
superficie de estudio con el diagrama de trayectorias aparentes del Sol. Los pasos a seguir
son los siguientes:
VI.2.1 Obtención del perfil de obstáculos
Localización de los principales obstáculos que afectan a la superficie, en términos de sus
coordenadas de posición azimut (ángulo de desviación con respecto a la dirección Sur) y
elevación (ángulo de inclinación con respecto al plano horizontal). Para ello puede utilizarse
un teodolito.
VI.2.2 Representación del perfil de obstáculos
Representación del perfil de obstáculos en el diagrama de la figura 8, en el que se muestra la
banda de trayectorias del Sol a lo largo de todo el año, válido para localidades de la
Península Ibérica y Baleares (para las Islas Canarias el diagrama debe desplazarse 12° en
sentido vertical ascendente). Dicha banda se encuentra dividida en porciones, delimitadas
por las horas solares (negativas antes del mediodía solar y positivas después de éste) e
Pliego de condiciones 79
identificadas por una letra y un número (A1, A2,... D14).
Fig. 8. Diagrama de trayectorias del Sol. (Nota: Los grados de ambas escalas son
sexagesimales)
VI.2.3 Selección de la tabla de referencia para los cálculos
Cada una de las porciones de la figura 8 representa el recorrido del Sol en un cierto periodo
de tiempo (una hora a lo largo de varios días) y tiene, por tanto, una determinada
contribución a la irradiación solar global anual que incide sobre la superficie de estudio. Así,
el hecho de que un obstáculo cubra una de las porciones supone una cierta pérdida de
irradiación, en particular aquélla que resulte interceptada por el obstáculo. Deberá escogerse
como referencia para el cálculo la tabla más adecuada de entre las que se incluyen en este
anexo.
VI.2.4 Cálculo final
La comparación del perfil de obstáculos con el diagrama de trayectorias del Sol permite
calcular las pérdidas por sombreado de la irradiación solar global que incide sobre la
Pliego de condiciones 80
superficie, a lo largo de todo el año. Para ello se han de sumar las contribuciones de aquellas
porciones que resulten total o parcialmente ocultas por el perfil de obstáculos representado.
En el caso de ocultación parcial se utilizará el factor de llenado (fracción oculta respecto del
total de la porción) más próximo a los valores: 0,25; 0,50; 0,75 ó 1.
El apartado VI.4 muestra un ejemplo concreto de utilización del método descrito.
VI.3 Tablas de referencia
Las tablas incluidas en esta sección se refieren a distintas superficies caracterizadas por sus
ángulos de inclinación y orientación (β y α, respectivamente). Deberá escogerse aquella que
resulte más parecida a la superficie en estudio. Los números que figuran en cada casilla se
corresponden con el porcentaje de irradiación solar global anual que se perdería si la porción
correspondiente resultase interceptada por un obstáculo.
Pliego de condiciones 81
Pliego de condiciones 82
Pliego de condiciones 83
VI.4 Ejemplo
Superficie de estudio ubicada en Madrid, inclinada 30° y orientada 10° al Sudeste.
Fig. 9. Perfil de obstáculos.
Tabla 6. Tabla de referencia.
Pliego de condiciones 84
Cálculos:
Pérdidas por sombreado (% de irradiación global incidente anual) = 0,25 × B4 + 0,5 × A5 +
0,75 × A6 + B6 + 0,25 × C6 + A8 + 0,5 × B8 + 0,25 × A10 = 0,25 × 1,89 + 0,5 × 1,84 + 0,75 × 1,79
+ 1,51 + 0,25 × 1,65 + 0,98 + 0,5 × 0,99 + 0,25 × 0,11 = 6,16 % ≈ 6 %
VI.5 Distancia mínima entre filas de captadores
La distancia d, medida sobre la horizontal, entre una fila de captadores y un obstáculo de
altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación deberá garantizar un mínimo de 4
horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno. Esta distancia d será superior al
valor obtenido por la expresión:
d = h / tan (61°- latitud)
Donde 1 / tan (61°- latitud) es un coeficiente adimensional denominado k.
Algunos valores significativos de k se pueden ver en la tabla 7 en función de la latitud del
lugar.
Tabla 7
Latitud 29° 37° 39° 41° 43° 45°
k 1,600 2,246 2,4715 2,747 3,078 3,487
Pliego de condiciones 85
En la figura 10 se muestran gráficamente ejemplos de las magnitudes h y d.
Fig. 10.
La separación entre la parte posterior de una fila y el comienzo de la siguiente no será
inferior a la obtenida por la expresión anterior, aplicando h a la diferencia de alturas
entre la parte alta de una fila y la parte baja de la siguiente, efectuando todas las
medidas de acuerdo con el plano que contiene a las bases de los captadores.
Pliego de condiciones 86
ANEXO VII: COMPONENTES
Pliego de condiciones 87
Componentes
VII.1 Generalidades
Los materiales de la instalación deben soportar las máximas temperaturas y presiones que
puedan alcanzarse.
Todos los componentes y materiales cumplirán lo dispuesto en el Reglamento de Aparatos a
Presión, que les sea de aplicación.
Cuando sea imprescindible utilizar en el mismo circuito materiales diferentes, especialmente
cobre y acero, en ningún caso estarán en contacto, debiendo situar entre ambos juntas o
manguitos dieléctricos.
En todos los casos es aconsejable prever la protección catódica del acero.
Los materiales situados en intemperie se protegerán contra los agentes ambientales, en
particular contra el efecto de la radiación solar y la humedad.
Para procesos industriales, el diseño, cálculo, montaje y características de los materiales
deberán cumplir los requisitos establecidos por el proceso industrial.
Se debe tener particular precaución en la protección de equipos y materiales que pueden estar
expuestos a agentes exteriores especialmente agresivos producidos por procesos industriales
cercanos.
VII.2 Captadores solares
Si se utilizan captadores convencionales de absorbedor metálico, ha de tenerse en cuenta que
el cobre solamente es admisible si el pH del fluido en contacto con él está comprendido entre
7,2 y 7,6. Absorbedores de hierro no son aptos en absoluto.
La pérdida de carga del captador para un caudal de 1 l/min por m2 será inferior a 1 m c.a
El captador llevará, preferentemente, un orificio de ventilación, de diámetro no inferior a 4
mm, situado en la parte inferior de forma que puedan eliminarse acumulaciones de agua en
Pliego de condiciones 88
el captador. El orificio se realizará de manera que el agua pueda drenarse en su totalidad sin
afectar al aislamiento.
Cuando se utilicen captadores con absorbedores de aluminio, obligatoriamente se utilizarán
fluidos de trabajo con un tratamiento inhibidor de los iones de cobre y hierro.
VII.3 Acumuladores
Cuando el acumulador lleve incorporada una superficie de intercambio térmico entre el
fluido primario y el agua sanitaria, en forma de serpentín o camisa de doble envolvente, se
denominará interacumulador.
Cuando el intercambiador esté incorporado al acumulador, la placa de identificación indicará
además, los siguientes datos:
Superficie de intercambio térmico en m2.
Presión máxima de trabajo del circuito primario.
Cada acumulador vendrá equipado de fábrica de los necesarios manguitos de acoplamiento,
soldados antes del tratamiento de protección, para las siguientes funciones:
Manguitos roscados para la entrada de agua fría y la salida de agua caliente.
Registro embridado para inspección del interior del acumulador y eventual acoplamiento
del serpentín.
Manguitos roscados para la entrada y salida del fluido primario.
Manguitos roscados para accesorios como termómetro y termostato.
Manguito para el vaciado.
Los acumuladores vendrán equipados de fábrica con las bocas necesarias soldadas antes
de efectuar el tratamiento de protección interior.
El acumulador estará enteramente recubierto con material aislante, y es recomendable
disponer una protección mecánica en chapa pintada al horno, PRFV, o lámina de
material plástico.
Todos los acumuladores irán equipados con la protección catódica o anticorrosiva
Pliego de condiciones 89
establecida por el fabricante para garantizar su durabilidad.
Todos los acumuladores se protegerán, como mínimo, con los dispositivos indicados en el
punto 5 de la Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-11 del Reglamento de Aparatos
a Presión (Orden 11764 de 31 de mayo de 1985 - BOE número 148 de 21 de junio de 1985).
La utilización de acumuladores de hormigón requerirá la presentación de un proyecto
firmado por un técnico competente.
Al objeto de estas especificaciones, podrán utilizarse acumuladores de las características y
tratamiento descritos a continuación:
Acumuladores de acero vitrificado.
Acumuladores de acero con tratamiento epoxídico.
Acumuladores de acero inoxidable, adecuados al tipo de agua y temperatura de trabajo.
Acumuladores de cobre.
Acumuladores no metálicos que soporten la temperatura máxima del circuito, cumplan
las normas UNE que le sean de aplicación y esté autorizada su utilización por las
Compañías de suministro de agua potable.
Acumuladores de acero negro (sólo en circuitos cerrados, sin agua de consumo)
Pliego de condiciones 90
VII.4 Intercambiadores de calor
Se indicará el fabricante y modelo del intercambiador de calor, así como datos de sus
características de actuación medidos por el propio fabricante o por un laboratorio acreditado.
El intercambiador seleccionado resistirá la presión máxima de trabajo de la instalación. En
particular se prestará especial atención a los intercambiadores que, como en el caso de los
depósitos de doble pared, presentan grandes superficies expuestas por un lado a la presión y
por otro, a la atmósfera, o bien, a fluidos a mayor presión.
En ningún caso se utilizarán interacumuladores con envolvente que dificulten la convección
natural en el interior del acumulador.
Los materiales del intercambiador de calor resistirán la temperatura máxima de trabajo del
circuito primario y serán compatibles con el fluido de trabajo.
Los intercambiadores de calor utilizados en circuitos de agua sanitaria serán de acero
inoxidable o cobre. El diseño del intercambiador de calor permitirá su limpieza utilizando
productos líquidos.
El fabricante del intercambiador de calor garantizará un factor de ensuciamiento menor al
permitido en los Criterios de Dimensionado y Cálculo de Instalaciones de Energía Solar
Térmica.
Los tubos de los intercambiadores de calor tipo serpentín sumergido en el depósito tendrán
diámetros interiores inferiores o iguales a una pulgada, para instalaciones por circulación
forzada. En instalaciones por termosifón, tendrán un diámetro mínimo de una pulgada.
Cualquier intercambiador de calor existente entre el circuito de captadores y el sistema de
suministro al consumo no debería reducir la eficiencia del captador debido a un incremento
en la temperatura de funcionamiento de captadores en más de lo que los siguientes criterios
especifican:
Pliego de condiciones 91
Cuando la ganancia solar del captador haya llegado al valor máximo posible, la
reducción de la eficiencia del captador debido al intercambiador de calor no debería
exceder el 10 % (en valor absoluto).
Si se instala más de un intercambiador de calor, también este valor debería de no ser
excedido por la suma de las reducciones debidas a cada intercambiador. El criterio se
aplica también si existe en el sistema un intercambiador de calor en la parte de
consumo.
Si en una instalación a medida sólo se usa un intercambiador entre el circuito de
captadores y el acumulador, la transferencia de calor del intercambiador de calor por
unidad de área de captador no debería ser menor de 40 W/ (KAm2).
Se recomienda dimensionar el intercambiador de calor, en función de la aplicación, con las
condiciones expresadas en la tabla 8.
Tabla 8
Aplicación Temperatura
entrada primario Temperatura
salida secundario Temperatura
entrada secundario
Piscinas 50 °C 28 °C 24 °C
Agua caliente sanitaria 60 °C 50 °C 45 °C
Calefacción a baja temperatura 60 °C 50 °C 45 °C
Refrigeración/Calefacción 105 °C 90 °C 75 °C
La pérdida de carga de diseño en el intercambiador de calor no será superior a 3 m c.a, tanto
en el circuito primario como en el secundario.
El factor de ensuciamiento del intercambiador de calor no será inferior al especificado en la
tabla 9 para cada tipo de agua utilizada como fluido de trabajo.
Pliego de condiciones 92
Tabla 9
Circuitos de consumo m2AK/W
Agua blanda y limpia
0,0006
Agua dura 0,0012
Agua muy dura y/o sucia 0,0018
Circuitos cerrados 0,0008
VII.5 Bombas de circulación
Las bombas podrán ser del tipo en línea, de rotor seco o húmedo, o de bancada. Siempre que
sea posible se utilizarán bombas tipo circuladores en línea.
En circuitos de agua caliente para usos sanitarios, los materiales de la bomba serán
resistentes a la corrosión.
Los materiales de la bomba del circuito primario serán compatibles con las mezclas
anticongelantes y en general con el fluido de trabajo utilizado.
Las bombas serán resistentes a las averías producidas por efecto de las incrustaciones
calizas. Las bombas serán resistentes a la presión máxima del circuito.
La bomba se seleccionará de forma que el caudal y la pérdida de carga de diseño se
encuentren dentro de la zona de rendimiento óptimo especificado por el fabricante.
Cuando todas las conexiones son en paralelo, el caudal nominal será el igual al caudal
unitario de diseño multiplicado por la superficie total de captadores conectados en paralelo.
La presión de la bomba deberá compensar todas las pérdidas de carga del circuito
correspondiente.
La potencia eléctrica parásita para la bomba no debería exceder los valores dados en tabla
10.
Pliego de condiciones 93
Tabla 10
Sistema Potencia eléctrica de la bomba
Sistemas pequeños 50 W o 2 % de la mayor potencia calorífica que
pueda suministrar el grupo de captadores
Sistemas grandes 1 % de la mayor potencia calorífica que pueda
suministrar el grupo de captadores
La potencia máxima de la bomba especificada anteriormente excluye la potencia de las
bombas de los sistemas de drenaje con recuperación, que sólo es necesaria para rellenar el
sistema después de un drenaje.
La bomba permitirá efectuar de forma simple la operación de desaireación o purga.
VII.6 Tuberías
En las tuberías del circuito primario podrán utilizarse como materiales el cobre y el acero
inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o embridadas.
En el circuito secundario o de servicio de agua caliente sanitaria podrá utilizarse cobre y
acero inoxidable. Además, podrán utilizarse materiales plásticos que soporten la temperatura
máxima del circuito, cumplan las normas UNE que le sean de aplicación y esté autorizada su
utilización por las Compañías de suministro de agua potable.
Las tuberías de cobre serán tubos estirados en frio y uniones por capilaridad (UNE 37153).
No se utilizarán tuberías de acero negro para circuitos de agua sanitaria.
Cuando se utilice aluminio en tuberías o accesorios, la velocidad del fluido será inferior a 1,5
m/s y su pH estará comprendido entre 5 y 7. No se permitirá el uso de aluminio en sistemas
abiertos o sistemas sin protección catódica.
Cuando se utilice acero en tuberías o accesorios, la velocidad del fluido será inferior a 3 m/s
en sistemas cerrados y el pH del fluido de trabajo estará comprendido entre 5 y 9
El diámetro de las tuberías se seleccionará de forma que la velocidad de circulación del
Pliego de condiciones 94
fluido sea inferior a 2 m/s cuando la tubería discurra por locales habitados y a 3 m/s cuando
el trazado sea al exterior o por locales no habitados.
El dimensionado de las tuberías se realizará de forma que la pérdida de carga unitaria en
tuberías nunca sea superior a 40 mm de columna de agua por metro lineal.
Las pérdidas térmicas globales del conjunto de conducciones no superarán el 4 % de la
potencia máxima que transporten.
Para calentamiento de piscinas se recomienda que las tuberías sean de PVC y de gran
diámetro, a fin de conseguir un buen caudal con la menor pérdida de carga posible, no
necesitando éstas, en la mayoría de los casos, ningún tipo especial de aislamiento térmico.
Todas las redes de tuberías deben diseñarse de tal manera que puedan vaciarse de forma
parcial y total, a través de un elemento que tenga un diámetro nominal mínimo de 20 mm.
VII.7 Válvulas
La elección de las válvulas se realizará de acuerdo con la función que desempeñan y las
condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura), siguiendo preferentemente
los criterios que a continuación se citan:
Para aislamiento: válvulas de esfera.
Para equilibrado de circuitos: válvulas de asiento.
Para vaciado: válvulas de esfera o de macho.
Para llenado: válvulas de esfera.
Para purga de aire: válvulas de esfera o de macho.
Para seguridad: válvulas de resorte.
Para retención: válvulas de disco de doble compuerta, o de clapeta o especiales para
sistemas por termosifón.
A los efectos de este PCT, no se permitirá la utilización de válvulas de compuerta.
Pliego de condiciones 95
El acabado de las superficies de asiento y obturador debe asegurar la estanqueidad al cierre
de las válvulas, para las condiciones de servicio especificadas.
El volante y la palanca deben ser de dimensiones suficientes para asegurar el cierre y la
apertura de forma manual con la aplicación de una fuerza razonable, sin la ayuda de medios
auxiliares. El órgano de mando no deberá interferir con el aislamiento térmico de la tubería y
del cuerpo de válvula.
Las superficies del asiento y del obturador deben ser recambiables. La empaquetadura debe
ser recambiable en servicio, con válvula abierta a tope, sin necesidad de desmontarla.
Las válvulas roscadas y las de mariposa serán de diseño tal que, cuando estén correctamente
acopladas a las tuberías, no tengan lugar interferencias entre la tubería y el obturador.
En el cuerpo de la válvula irán troquelados la presión nominal PN, expresada en bar o
kp/cm2, y el diámetro nominal DN, expresado en mm o pulgadas, al menos cuando el
diámetro sea igual o superior a 25 mm.
La presión nominal mínima de todo tipo de válvulas y accesorios deberá ser igual o superior
a 4 kp/cm2.
Los diámetros libres en los asientos de las válvulas tienen que ser correspondientes con los
diámetros nominales de las mismas, y en ningún caso inferiores a 12 mm.
Las válvulas de seguridad, por su importante función, deben ser capaces de derivar la
potencia máxima del captador o grupo de captadores, incluso en forma de vapor, de manera
que en ningún caso se sobrepase la máxima presión de trabajo del captador o del sistema.
Las válvulas de retención se situarán en la tubería de impulsión de la bomba, entre la boca y
el manguito antivibratorio, y en cualquier caso, aguas arriba de la válvula de interceptación.
Los purgadores automáticos de aire se construirán con los siguientes materiales:
Cuerpo y tapa de fundición de hierro o latón.
Pliego de condiciones 96
Mecanismo de acero inoxidable.
Flotador y asiento de acero inoxidable.
Obturador de goma sintética.
Los purgadores automáticos resistirán la temperatura máxima de trabajo del circuito.
VII.8 Vasos de expansión a) Vasos de expansión abiertos
Los vasos de expansión abiertos cumplirán los siguientes requisitos:
Los vasos de expansión abiertos se construirán soldados o remachados, en todas sus juntas, y
reforzados para evitar deformaciones, cuando su volumen lo exija.
El material y tratamiento del vaso de expansión será capaz de resistir la temperatura máxima
de trabajo.
El volumen útil del vaso de expansión abierto se determinará de forma que sea capaz de
absorber la expansión completa del fluido de trabajo entre las temperaturas extremas de
funcionamiento.
El nivel mínimo libre de agua de los vasos de expansión abiertos se situará a una altura
mínima de 2,5 metros sobre el punto más alto de la instalación
Los vasos de expansión abiertos tendrán una salida de rebosamiento.
Los vasos de expansión abiertos, cuando se utilicen como sistemas de llenado o de rellenado,
dispondrán de una línea de alimentación automática, mediante sistemas tipo flotador o
similar.
La salida de rebosamiento se situará de forma que el incremento del volumen de agua antes
del rebose sea igual o mayor que un tercio del volumen del depósito. Al mismo tiempo,
permitirá que, con agua fría, el nivel sea tal que al incrementar la temperatura de agua en el
sistema a la temperatura máxima de trabajo, no se produzca derrame de la misma.
Pliego de condiciones 97
En ningún caso la diferencia de alturas entre el nivel de agua fría en el depósito y el
rebosadero será inferior a 3 cm.
El diámetro del rebosadero será igual o mayor al diámetro de la tubería de llenado. En
todo caso, el dimensionado del diámetro del rebosadero asegurará que, con válvulas de
flotador totalmente abiertas y una presión de red de 4 kp/cm2, no se produzca
derramamiento de agua.
La capacidad de aforo de la válvula de flotación, cuando se utilice como sistema de
llenado, no será inferior a 5 l/min. En todo caso, el diámetro de la tubería de llenado no
será inferior a ½ pulgada o 15 mm.
El flotador del sistema de llenado resistirá, sin deterioro, la temperatura máxima de
trabajo durante 48 horas.
b) Vasos de expansión cerrados
La tubería de conexión del vaso de expansión no se aislará térmicamente y tendrá
volumen suficiente para enfriar el fluido antes de alcanzar el vaso.
Los datos que sirven de base para la selección del vaso son los siguientes:
Volumen total de agua en la instalación, en litros.
Temperatura mínima de funcionamiento, para la cual se asumirá el
valor de 4 °C, a la que corresponde la máxima densidad.
Temperatura máxima que pueda alcanzar el agua durante el
funcionamiento de la instalación.
Presiones mínima y máxima de servicio, en bar, cuando se trate de
vasos cerrados.
Volumen de expansión calculado, en litros.
Pliego de condiciones 98
Los cálculos darán como resultado final el volumen total del vaso y la presión nominal
PN, que son los datos que definen sus características de funcionamiento. Los vasos de
expansión cerrados cumplirán con el Reglamento de Recipientes a Presión y estarán
debidamente timbrados.
La temperatura extrema del circuito primario será, como mínimo, la temperatura de
estancamiento del captador.
El volumen de dilatación será, como mínimo, igual al 4,3 % del volumen total de fluido
en el circuito primario.
Los vasos de expansión cerrados se dimensionarán de forma que la presión mínima en
frio en el punto más alto del circuito no sea inferior a 1,5 kp/cm2 y la presión máxima en
caliente en cualquier punto del circuito no supere la presión máxima de trabajo de los
componentes.
El dispositivo de expansión cerrado del circuito de captadores deberá estar dimensionado
de tal forma que, incluso después de una interrupción del suministro de potencia a la
bomba de circulación del circuito de captadores justo cuando la radiación solar sea
máxima, se pueda restablecer la operación automáticamente cuando la potencia esté
disponible de nuevo.
Cuando el medio de transferencia de calor pueda evaporarse bajo condiciones de
estancamiento, hay que realizar un dimensionado especial del volumen de expansión:
Además de dimensionarlo como es usual en sistemas de calefacción cerrados (la
expansión del medio de transferencia de calor completo), el depósito de expansión deberá
ser capaz de compensar el volumen del medio de transferencia de calor en todo el grupo
de captadores completo, incluyendo todas las tuberías de conexión entre captadores, más
un 10 %.
Pliego de condiciones 99
VII.9 Aislamientos
El espesor mínimo del aislamiento de acumuladores será el que corresponda a las tuberías de
más de 140 mm de diámetro.
El espesor del aislamiento del cambiador de calor no será inferior a 30 mm.
Los espesores de aislamiento (expresados en mm) de tuberías y accesorios situados al
interior no serán inferiores a los valores de la tabla 11.
Tabla 11
Fluido interior caliente
Diámetro exterior
(mm) (*)
Temperatura del fluido (°C) (**)
40 a 60 61 a 100 101 a 180
D ≤ 35
25
25
30
35 < D ≤ 60 30 30 40
60 < D ≤90 30 30 40
90 < D ≤140 30 40 50
140 < D 35 40 50
(*) Diámetro exterior de la tubería sin aislar. (**) Se escoge la temperatura
máxima de red.
Para tuberías y accesorios situados al exterior, los valores de la tabla 11 se incrementarán
enn10 mm como mínimo.
Para materiales con conductividad térmica 8, en W/(m.K), distinta de 0,04, el espesor
mínimo e (en mm) que debe usarse se determinará, en función del espesor de referencia eref
(en mm) de la tabla 11, aplicando las siguientes fórmulas:
— Aislamiento de superficies planas:
e = eref λ/ λ ref
Pliego de condiciones 100
— Aislamiento de superficies cilíndricas:
Donde e es el espesor del aislamiento buscado, eref es el espesor de referencia, Di es el
diámetro interior de la sección circular, ―exp‖ es la función exponencial (ex), y λ y λref son
las conductividades térmicas respectivas. λref tiene como valor 0,04.
El valor de la conductividad térmica a introducir en las fórmulas anteriores debe
considerarse a la temperatura media de servicio de la masa del aislamiento.
El material aislante se sujetará con medios adecuados, de forma que no pueda desprenderse
de las tuberías o accesorios.
Cuando el material aislante de tubería y accesorios sea de fibra de vidrio, deberá cubrirse con
una protección no inferior a la proporcionada por un recubrimiento de venda y escayola. En
los tramos que discurran por el exterior será terminada con pintura asfáltica u otra protección
de características equivalentes.
El aislamiento no dejará zonas visibles de tuberías o accesorios, quedando únicamente al
exterior los elementos que sean necesarios para el buen funcionamiento y operación de los
componentes.
Para la protección del material aislante situado en intemperie se podrá utilizar una cubierta o
revestimiento de escayola protegido con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra
de vidrio o chapa de aluminio. En el caso de depósitos o cambiadores de calor situados en
intemperie, podrán utilizarse forros de telas plásticas.
Pliego de condiciones 101
Si se utiliza manta térmica para evitar pérdidas nocturnas en piscinas, se tendrá en cuenta la
posibilidad de que proliferen microorganismos en ella, por lo que se deberá limpiar
periódicamente.
VII.10 Purga de aire
En general, el trazado del circuito evitará los caminos tortuosos, para favorecer el
desplazamiento del aire atrapado hacia los puntos altos.
Los trazados horizontales de tubería tendrán siempre una pendiente mínima del 1 % en el
sentido de circulación.
Si el sistema está equipado con líneas de purga, deberán ser colocadas de tal forma que no se
puedan helar y no se pueda acumular agua en las líneas. Los orificios de descarga deberán
estar dispuestos de tal forma que el vapor o el medio de transferencia de calor que salga por
las válvulas de seguridad no cause ningún riesgo a las personas, materiales o medio
ambiente.
Se evitará el uso de purgadores automáticos cuando se prevea la formación de vapor en el
circuito. Los purgadores automáticos deberán soportar, al menos, la temperatura de
estancamiento del captador, y en cualquier caso hasta 130 °C.
En el trazado del circuito deberá evitarse, en lo posible, los sifones invertidos, pero cuando
se utilicen, se situarán sistemas similares a los descritos en párrafos anteriores en el punto
más desfavorable del sifón.
VII.11 Sistema de llenado
Los sistemas con vaso de expansión abierto podrán utilizarlo como sistema de llenado.
Los circuitos con vaso de expansión cerrado deben incorporar un sistema de llenado manual o
automático que permita llenar el circuito y mantenerlo presurizado. En general es
recomendable la adopción de un sistema de llenado automático con la inclusión de un depósito
Pliego de condiciones 102
de recarga u otro dispositivo, de forma que nunca se utilice un fluido para el circuito primario
cuyas características incumplan este Pliego de Condiciones Técnicas. Será obligatorio cuando
exista riesgo de heladas o cuando la fuente habitual de suministro de agua incumpla las
condiciones de pH y pureza requeridas en el apartado ―Requisitos generales‖ del presente PCT.
En cualquier caso, nunca podrá rellenarse el circuito primario con agua de red si sus
características pueden dar lugar a incrustaciones, deposiciones o ataques en el circuito, o si este
circuito necesita anticongelante por riesgo de heladas o cualquier otro aditivo para su correcto
funcionamiento.
Las instalaciones que requieran anticongelante deben incluir un sistema que permita el relleno
manual del mismo.
Para disminuir los riesgos de fallos se evitarán los aportes incontrolados de agua de reposición a
los circuitos cerrados y la entrada de aire que pueda aumentar los riesgos de corrosión
originados por el oxigeno del aire. Es aconsejable no usar válvulas de llenado automáticas.
Pliego de condiciones 103
VII.12 Sistema eléctrico y de control
El sistema eléctrico y de control cumplirá con el Reglamento Electrotécnico para Baja
Tensión (REBT) en todos aquellos puntos que sean de aplicación. Los cuadros serán
diseñados siguiendo los requisitos de estas especificaciones y se construirán de acuerdo
con el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión y con las recomendaciones de la
Comisión Electrotécnica Internacional (CEI).
El usuario estará protegido contra posibles contactos directos e indirectos.
El sistema de control incluirá señalizaciones luminosas de la alimentación del sistema del
funcionamiento de bombas.
El rango de temperatura ambiente de funcionamiento del sistema de control estará, como
mínimo, entre - 10 °C y 50 °C.
El tiempo mínimo entre fallos especificados por el fabricante del sistema de control
diferencial no será inferior a 7000 horas.
Los sensores de temperaturas soportarán las máximas temperaturas previstas en el lugar en
que se ubiquen. Deberán soportar sin alteraciones de más de 1 °C, las siguientes
temperaturas en función de la aplicación:
A.C.S. y calefacción por suelo radiante y ―fan-coil‖: 100 °C
Refrigeración/calefacción: 140 °C
Usos industriales: en función de la temperatura de uso
La localización e instalación de los sensores de temperatura deberá asegurar un buen
contacto térmico con la parte en la cual hay que medir la misma. Para conseguirlo en el caso
de las de inmersión, se instalarán en contracorriente con el fluido. Los sensores de
temperatura deberán estar aislados contra la influencia de las condiciones ambientales que le
rodean.
La ubicación de las sondas ha de realizarse de forma que éstas midan exactamente las
Pliego de condiciones 104
temperaturas que se desean controlar, instalándose los sensores en el interior de vainas y
evitándose las tuberías separadas de la salida de los captadores y las zonas de estancamiento
en los depósitos. No se permite el uso permanente de termómetros o sondas de contacto.
Preferentemente, las sondas serán de inmersión. Se tendrá especial cuidado en asegurar una
adecuada unión entre las sondas de contactos y la superficie metálica.
VII.13 Sistema de monitorización
El sistema de monitorización realizará la adquisición de datos, al menos con la siguiente
frecuencia:
Toma de medidas o estados de funcionamiento: cada minuto
Cálculo de medias de valores y registro: cada 10 minutos
Tiempo de almacenamiento de datos registrados: mínimo 1 año
Las variables analógicas que deben ser medidas por el sistema de monitorización serán seis
como mínimo, y entre las cuales deberán estar las cuatro siguientes:
Temperatura de entrada de agua fría
Temperatura de suministro de agua caliente solar
Temperatura de suministro de agua caliente a consumo
Caudal de agua de consumo
El sistema de monitorización registrará, con la misma frecuencia, el estado de
funcionamiento de las bombas de circulación de primario y secundario, la actuación de las
limitaciones por máxima o mínima y el funcionamiento del sistema de energía auxiliar.
Opcionalmente, el sistema de monitorización medirá, además, las siguientes variables:
Temperatura de entrada a captadores
Temperatura de salida de captadores
Pliego de condiciones 105
Temperatura de entrada secundario
Temperatura de salida secundario
Radiación global sobre plano de captadores
Temperatura ambiente exterior
Presión de agua en circuito primario
Temperatura fría del acumulador
Temperatura caliente del acumulador
Temperaturas de salidas de varios grupos de captadores
Variables que permitan el conocimiento del consumo energético del
sistema auxiliar
El tratamiento de los datos medidos proporcionará, al menos, los siguientes resultados:
Temperatura media de suministro de agua caliente a consumo
Temperatura media de suministro de agua caliente solar
Demanda de energía térmica diaria
Energía solar térmica aportada
Energía auxiliar consumida
Fracción solar media
Consumos propios de la instalación (bombas, controles, etc.)
Con los datos registrados se procederá al análisis de resultados y evaluación de las
prestaciones diarias de la instalación. Estos datos quedarán archivados en un registro
histórico de prestaciones.
Pliego de condiciones 106
VII.14 Equipos de medida Medida de temperatura
Las medidas de temperatura se realizarán mediante sensores de temperatura.
La medida de la diferencia de temperatura entre dos puntos del fluido de trabajo se realizará
mediante los citados sensores de temperatura, debidamente conectados, para obtener de
forma directa la lectura diferencial.
En lo referente a la colocación de las sondas, han de ser de inmersión y estar situadas a una
distancia máxima de 5 cm del fluido cuya temperatura se pretende medir. Las vainas
destinadas a alojar las sondas de temperatura, deben introducirse en las tuberías siempre en
contracorriente y en un lugar donde se creen turbulencias.
Como mínimo, han de instalarse termómetros en las conducciones de impulsión y retorno,
así como a la entrada y a la salida de los intercambiadores de calor.
Medida de caudal
La medida de caudales de líquidos se realizará mediante turbinas, medidores de flujo
magnéticos, medidores de flujo de desplazamiento positivo, o procedimientos gravimétricos
o de cualquier otro tipo, de forma que la precisión sea igual o superior a ± 3 % en todos los
casos.
Cuando exista un sistema de regulación exterior, éste estará precintado y protegido contra
intervenciones fraudulentas.
Se suministrarán los siguientes datos dentro de la Memoria de Diseño o Proyecto, que
deberán ser facilitados por el fabricante:
Calibre del contador
Temperatura máxima del fluido
Caudales:
en servicio continuo
máximo (durante algunos minutos)
Pliego de condiciones 107
mínimo (con precisión mínima del 5 %)
de arranque
Indicación mínima de la esfera
Capacidad máxima de totalización
Presión máxima de trabajo
Dimensiones
Diámetro y tipo de las conexiones
Pérdida de carga en función del caudal
Cuando exista, el medidor se ubicará en la entrada de agua fría del acumulador solar.
Medida de energía
Los contadores de energía térmica estarán constituidos por los siguientes elementos:
Contador de caudal de agua, descrito anteriormente.
Dos sondas de temperatura.
Microprocesador electrónico, montado en la parte superior del
contador o separado.
En función de la ubicación de las dos sondas de temperatura, se medirá la energía aportada
por la instalación solar o por el sistema auxiliar. En el primer caso, una sonda de temperatura
se situará en la entrada del agua fría del acumulador solar y otra en la salida del agua caliente
del mismo.
Para medir el aporte de energía auxiliar, las sondas de temperatura se situarán en la entrada y
salida del sistema auxiliar.
El microprocesador podrá estar alimentado por la red eléctrica o mediante pilas, con una
duración de servicio mínima de 3 años.
El microprocesador multiplicará la diferencia de ambas temperaturas por el caudal
instantáneo de agua y su peso especifico. La integración en el tiempo de estas cantidades
Pliego de condiciones 108
proporcionará la cantidad de energía aportada.
Medida de presión
Las medidas de presión en circuitos de líquidos se harán con manómetros equipados con
dispositivos de amortiguación de las oscilaciones de la aguja indicadora.
El equipamiento mínimo de aparatos de medición será el siguiente:
Vasos de expansión: un manómetro.
Bombas: un manómetro para la lectura de la diferencia de presión
entre aspiración y descarga de cada bomba.
Intercambiadores de calor: manómetros a la entrada y a la salida.
Pliego de condiciones 109
ANEXO VIII: CONDICIONES DE MONTAJE
Pliego de condiciones 110
Condiciones de montaje
VIII.1 Generalidades
La instalación se construirá en su totalidad utilizando materiales y procedimientos de
ejecución que garanticen las exigencias del servicio, durabilidad, salubridad y
mantenimiento.
Se tendrán en cuenta las especificaciones dadas por los fabricantes de cada uno de los
componentes.
A efectos de las especificaciones de montaje de la instalación, éstas se complementarán con
la aplicación de las reglamentaciones vigentes que tengan competencia en cada caso.
Es responsabilidad del suministrador comprobar que el edificio reúne las condiciones
necesarias para soportar la instalación, indicándolo expresamente en la documentación.
Es responsabilidad del suministrador el comprobar la calidad de los materiales y agua
utilizados, cuidando que se ajusten a lo especificado en estas normas, y el evitar el uso de
materiales incompatibles entre sí.
El suministrador será responsable de la vigilancia de sus materiales durante el almacenaje y
el montaje, hasta la recepción provisional.
Las aperturas de conexión de todos los aparatos y máquinas deberán estar convenientemente
protegidas durante el transporte, el almacenamiento y el montaje, hasta tanto no se proceda a
su unión, por medio de elementos de taponamiento de forma y resistencia adecuada para
evitar la entrada de cuerpos extraños y suciedades dentro del aparato.
Especial cuidado se tendrá con materiales frágiles y delicados, como luminarias,
mecanismos, equipos de medida, etc., que deberán quedar debidamente protegidos.
Pliego de condiciones 111
Durante el montaje, el suministrador deberá evacuar de la obra todos los materiales sobrantes
de trabajos efectuados con anterioridad, en particular de retales de conducciones y cables.
Asimismo, al final de la obra, deberá limpiar perfectamente todos los equipos (captadores,
acumuladores, etc.), cuadros eléctricos, instrumentos de medida, etc. de cualquier tipo de
suciedad, dejándolos en perfecto estado.
Antes de su colocación, todas las canalizaciones deberán reconocerse y limpiarse de
cualquier cuerpo extraño, como rebabas, óxidos, suciedades, etc.
La alineación de las canalizaciones en uniones y cambios de dirección se realizará con los
correspondientes accesorios y/o cajas, centrando los ejes de las canalizaciones con los de las
piezas especiales, sin tener que recurrir a forzar la canalización.
En las partes dañadas por roces en los equipos, producidos durante el traslado o el montaje,
el suministrador aplicará pintura rica en zinc u otro material equivalente.
La instalación de los equipos, válvulas y purgadores permitirá su posterior acceso a las
mismas a efectos de su mantenimiento, reparación o desmontaje.
Una vez instalados los equipos, se procurará que las placas de características de estos sean
visibles.
Todos los elementos metálicos que no estén debidamente protegidos contra la oxidación por
el fabricante, serán recubiertos con dos manos de pintura antioxidante.
Los circuitos de distribución de agua caliente sanitaria se protegerán contra la corrosión por
medio de ánodos de sacrificio.
Todos los equipos y circuitos podrán vaciarse total o parcialmente, realizándose esto desde
los puntos más bajos de la instalación.
Las conexiones entre los puntos de vaciado y desagües se realizarán de forma que el paso del
agua quede perfectamente visible.
Los botellines de purga estarán siempre en lugares accesibles y, siempre que sea posible,
visibles.
Pliego de condiciones 112
VIII.2 Montaje de estructura soporte y captadores
Si los captadores son instalados en los tejados de edificios, deberá asegurarse la estanqueidad
en los puntos de anclaje.
La instalación permitirá el acceso a los captadores de forma que su desmontaje sea posible
en caso de rotura, pudiendo desmontar cada captador con el mínimo de actuaciones sobre los
demás.
Las tuberías flexibles se conectarán a los captadores utilizando, preferentemente, accesorios
para mangueras flexibles.
Cuando se monten tuberías flexibles se evitará que queden retorcidas y que se produzcan
radios de curvatura superiores a los especificados por el fabricante.
El suministrador evitará que los captadores queden expuestos al sol por periodos
prolongados durante el montaje. En este periodo las conexiones del captador deben estar
abiertas a la atmósfera, pero impidiendo la entrada de suciedad.
Terminado el montaje, durante el tiempo previo al arranque de la instalación, si se prevé que
éste pueda prolongarse, el suministrador procederá a tapar los captadores.
VIII.3 Montaje de acumulador
La estructura soporte para depósitos y su fijación se realizará según la normativa vigente.
La estructura soporte y su fijación para depósitos de más de 1000 l situados en cubiertas o
pisos deberá ser diseñada por un profesional competente. La ubicación de los acumuladores
y sus estructuras de sujeción cuando se sitúen en cubiertas de piso tendrá en cuenta las
características de la edificación, y requerirá para depósitos de más de 300l el diseño de un
profesional competente.
Pliego de condiciones 113
VIII.4 Montaje de intercambiador
Se tendrá en cuenta la accesibilidad del intercambiador, para operaciones de sustitución o
reparación.
VIII.5 Montaje de bomba
Las bombas en línea se instalarán con el eje de rotación horizontal y con espacio suficiente
para que el conjunto motor-rodete pueda ser fácilmente desmontado. El acoplamiento de una
bomba en línea con la tubería podrá ser de tipo roscado hasta el diámetro DN 32.
El diámetro de las tuberías de acoplamiento no podrá ser nunca inferior al diámetro de la
boca de aspiración de la bomba.
Las tuberías conectadas a las bombas en línea se soportarán en las inmediaciones de las
bombas de forma que no provoquen esfuerzos recíprocos.
La conexión de las tuberías a las bombas no podrá provocar esfuerzos recíprocos (se
utilizarán manguitos antivibratorios cuando la potencia de accionamiento sea superior a 700
W).
Todas las bombas estarán dotadas de tomas para la medición de presiones en aspiración e
impulsión.
Todas las bombas deberán protegerse, aguas arriba, por medio de la instalación de un filtro
de malla o tela metálica.
Cuando se monten bombas con prensa-estopas, se instalarán sistemas de llenado
automáticos.
VIII.6 Montaje de tuberías y accesorios
Antes del montaje deberá comprobarse que las tuberías no estén rotas, fisuradas, dobladas,
Pliego de condiciones 114
aplastadas, oxidadas o de cualquier manera dañadas.
Se almacenarán en lugares donde estén protegidas contra los agentes atmosféricos. En su
manipulación se evitarán roces, rodaduras y arrastres, que podrían dañar la resistencia
mecánica, las superficies calibradas de las extremidades o las protecciones anti-corrosión.
Las piezas especiales, manguitos, gomas de estanqueidad, etc. se guardarán en locales
cerrados. Las tuberías serán instaladas de forma ordenada, utilizando fundamentalmente tres
ejes perpendiculares entre sí y paralelos a elementos estructurales del edificio, salvo las
pendientes que deban darse.
Las tuberías se instalarán lo más próximas posible a paramentos, dejando el espacio
suficiente para manipular el aislamiento y los accesorios. En cualquier caso, la distancia
mínima de las tuberías o sus accesorios a elementos estructurales será de 5 cm.
Las tuberías discurrirán siempre por debajo de canalizaciones eléctricas que crucen o corran
paralelamente.
La distancia en línea recta entre la superficie exterior de la tubería, con su eventual
aislamiento, y la del cable o tubo protector no debe ser inferior a:
5 cm para cables bajo tubo con tensión inferior a 1000 V.
30 cm para cables sin protección con tensión inferior a 1000 V.
50 cm para cables con tensión superior a 1000 V.
Las tuberías no se instalarán nunca encima de equipos eléctricos, como cuadros o motores.
No se permitirá la instalación de tuberías en huecos y salas de máquinas de ascensores,
centros de transformación, chimeneas y conductos de climatización o ventilación.
Las conexiones de las tuberías a los componentes se realizarán de forma que no se
transmitan esfuerzos mecánicos.
Las conexiones de componentes al circuito deben ser fácilmente desmontables mediante
bridas o racores, con el fin de facilitar su sustitución o reparación.
Los cambios de sección en tuberías horizontales se realizarán de forma que se evite la
Pliego de condiciones 115
formación de bolsas de aire, mediante manguitos de reducción excéntricos o enrasado de
generatrices superiores para uniones soldadas.
Para evitar la formación de bolsas de aire, los tramos horizontales de tubería se montarán
siempre con una pendiente ascendente, en el sentido de circulación, del 1 %.
Se facilitarán las dilataciones de tuberías utilizando los cambios de dirección o dilatadores
axiales. Las uniones de tuberías de acero podrán ser por soldadura o roscadas. Las uniones
con valvulería y equipos podrán ser roscadas hasta 2”; para diámetros superiores se
realizarán las uniones por bridas.
En ningún caso se permitirán ningún tipo de soldadura en tuberías galvanizadas.
Las uniones de tuberías de cobre se realizarán mediante manguitos soldados por capilaridad.
En circuitos abiertos el sentido de flujo del agua deberá ser siempre del acero al cobre.
El dimensionado, distancias y disposición de los soportes de tubería se realizará de acuerdo
con las prescripciones de UNE 100.152.
Durante el montaje de las tuberías se evitarán en los cortes para la unión de tuberías, las
rebabas y escorias.
En las ramificaciones soldadas el final del tubo ramificado no debe proyectarse en el interior
del tubo principal.
Los sistemas de seguridad y expansión se conectarán de forma que se evite cualquier
acumulación de suciedad o impurezas.
Las dilataciones que sufren las tuberías al variar la temperatura del fluido, deben
compensarse a fin de evitar roturas en los puntos más débiles, que suelen ser las uniones
entre tuberías y aparatos, donde suelen concentrarse los esfuerzos de dilatación y
contracción.
En las salas de máquinas se aprovecharán los frecuentes cambios de dirección, para que la
red de tuberías tenga la suficiente flexibilidad y pueda soportar las variaciones de longitud.
En los trazados de tuberías de gran longitud, horizontales o verticales, se compensarán los
Pliego de condiciones 116
movimientos de tuberías mediante dilatadores axiales.
VIII.7 Montaje de aislamiento
El aislamiento no podrá quedar interrumpido al atravesar elementos estructurales del
edificio. El manguito pasamuros deberá tener las dimensiones suficientes para que pase la
conducción con su aislamiento, con una holgura máxima de 3 cm.
Tampoco se permitirá la interrupción del aislamiento térmico en los soportes de las
conducciones, que podrán estar o no completamente envueltos por el material aislante.
El puente térmico constituido por el mismo soporte deberá quedar interrumpido por la
interposición de un material elástico (goma, fieltro, etc.) entre el mismo y la conducción.
Después de la instalación del aislamiento térmico, los instrumentos de medida y de control,
así como válvulas de desagües, volante, etc., deberán quedar visibles y accesibles.
Las franjas y flechas que distinguen el tipo de fluido transportado en el interior de las
conducciones se pintarán o se pegarán sobre la superficie exterior del aislamiento o de su
protección.
VIII.8 Montaje de contadores
Se instalarán siempre entre dos válvulas de corte para facilitar su desmontaje. El
suministrador deberá prever algún sistema (baipás o carrete de tubería) que permita el
funcionamiento de la instalación aunque el contador sea desmontado para calibración o
mantenimiento.
En cualquier caso, no habrá ningún obstáculo hidráulico a una distancia igual, al menos, a
diez veces el diámetro de la tubería antes del contador, y a cinco veces después del mismo.
Cuando el agua pueda arrastrar partículas sólidas en suspensión, se instalará un filtro de
malla fina antes del contador, del tamiz adecuado.
Pliego de condiciones 117
VIII.9 Montaje de instalaciones por circulación natural
Los cambios de dirección en el circuito primario se realizarán con curvas con un radio
mínimo de tres veces el diámetro del tubo.
Se cuidará de mantener rigurosamente la sección interior de paso de las tuberías, evitando
aplastamientos durante el montaje.
Se permitirá reducir el aislamiento de la tubería de retorno, para facilitar el efecto
termosifón.
VIII.10 Pruebas de estanqueidad del circuito primario
El procedimiento para efectuar las pruebas de estanqueidad comprenderá las siguientes
fases:
1. Preparación y limpieza de redes de tuberías.
Antes de efectuar la prueba de estanqueidad las tuberías deben ser limpiadas
internamente, con el fin de eliminar los residuos procedentes del montaje,
llenándolas y vaciándolas con agua el número de veces que sea necesario.
Deberá comprobarse que los elementos y accesorios del circuito pueden soportar
la presión a la que se les va a someter. De no ser así, tales elementos y
accesorios deberán ser excluidos.
2. Prueba preliminar de estanqueidad.
Esta prueba se efectuará a baja presión, para detectar fallos en la red y evitar los
daños que podría provocar la prueba de resistencia mecánica.
3. Prueba de resistencia mecánica.
La presión de prueba será de una vez y media la presión máxima de trabajo del
circuito primario, con un mínimo de 3 bar, comprobándose el funcionamiento de
las válvulas de seguridad. Los equipos, aparatos y accesorios que no soporten
dichas presiones quedarán excluidos de la prueba.
Pliego de condiciones 118
La prueba hidráulica de resistencia mecánica tendrá la duración suficiente para
poder verificar de forma visual la resistencia estructural de los equipos y tuberías
sometidos a la misma.
4. Reparación de fugas
La reparación de las fugas detectadas se realizará sustituyendo la parte
defectuosa o averiada con material nuevo.
Una vez reparadas las anomalías, se volverá a comenzar desde la prueba
preliminar. El proceso se repetirá tantas veces como sea necesario.
Pliego de condiciones 119
ANEXO IX: REQUISITOS TÉCNICOS DEL
CONTRATO DE MANTENIMIENTO
Pliego de condiciones 120
Requisitos técnicos del contrato de mantenimiento
IX.1 Generalidades
Se realizará un contrato de mantenimiento (preventivo y correctivo) por un periodo de
tiempo al menos igual que el de la garantía.
El mantenimiento preventivo implicará, como mínimo, una revisión anual de la instalación
para instalaciones con superficie útil homologada inferior o igual a 20 m2, y una revisión
cada seis meses para instalaciones con superficies superiores a 20 m2.
Las medidas a tomar en el caso de que en algún mes del año el aporte solar sobrepase el 110
% de la demanda energética o en más de tres meses seguidos el 100 % son las siguientes:
— Vaciado parcial del campo de captadores. Esta solución permite evitar el
sobrecalentamiento, pero dada la pérdida de parte del fluido del circuito
primario, habrá de ser repuesto por un fluido de características similares,
debiendo incluirse este trabajo en su caso entre las labores del contrato de
mantenimiento.
— Tapado parcial del campo de captadores. En este caso el captador está
aislado del calentamiento producido por la radiación solar y a su vez
evacua los posibles excedentes térmicos residuales a través del fluido del
circuito primario (que sigue atravesando el captador).
— Desvío de los excedentes energéticos a otras aplicaciones existentes o
redimensionar la instalación con una disminución del número de captadores.
En el caso de optarse por las soluciones expuestas en los puntos anteriores, deberán
programarse y detallarse dentro del contrato de mantenimiento las visitas a realizar para el
vaciado parcial / tapado parcial del campo de captadores y reposición de las condiciones
iniciales. Estas visitas se programarán de forma que se realicen una antes y otra después de
Pliego de condiciones 121
cada periodo de sobreproducción energética. También se incluirá dentro del contrato de
mantenimiento un programa de seguimiento de la instalación que prevendrá los posibles
daños ocasionados por los posibles sobrecalentamientos producidos en los citados periodos y
en cualquier otro periodo del año.
IX.2 Programa de mantenimiento
Objeto. El objeto de este apartado es definir las condiciones generales mínimas que deben
seguirse para el adecuado mantenimiento de las instalaciones de energía solar térmica para
producción de agua caliente.
Criterios generales. Se definen tres escalones de actuación para englobar todas las
operaciones necesarias durante la vida útil de la instalación para asegurar el funcionamiento,
aumentar la fiabilidad y prolongar la duración de la misma:
a) Vigilancia
b) Mantenimiento preventivo
c) Mantenimiento correctivo
a) Plan de vigilancia
El plan de vigilancia se refiere básicamente a las operaciones que permiten asegurar que los
valores operacionales de la instalación sean correctos. Es un plan de observación simple de
los parámetros funcionales principales, para verificar el correcto funcionamiento de la
instalación. Será llevado a cabo, normalmente, por el usuario, que asesorado por el
instalador, observará el correcto comportamiento y estado de los elementos, y tendrá un
alcance similar al descrito en la tabla 12.
Pliego de condiciones 122
Tabla 12.
IV: Inspección visual.
b) Plan de mantenimiento preventivo
Son operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otras, que aplicadas a la
instalación deben permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de
funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la misma.
El mantenimiento preventivo implicará, como mínimo, una revisión anual de la instalación
para aquellas instalaciones con una superficie de captación inferior a 20 m2 y una revisión
cada seis meses para instalaciones con superficie de captación superior a 20 m2.
El plan de mantenimiento debe realizarse por personal técnico especializado que conozca la
tecnología solar térmica y las instalaciones mecánicas en general. La instalación tendrá un
libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas, así como el
mantenimiento correctivo.
El mantenimiento preventivo ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento y
sustitución de elementos fungibles o desgastados por el uso, necesarias para asegurar que el
sistema funcione correctamente durante su vida útil.
Pliego de condiciones 123
En las tablas 13-A, 13-B, 13-C, 13-D, 13-E y 13-F se definen las operaciones de
mantenimiento preventivo que deben realizarse en las instalaciones de energía solar térmica
para producción de agua caliente, la periodicidad mínima establecida (en meses) y
descripciones en relación con las prevenciones a observar.
Tabla 13-A. Sistema de captación.
IV: Inspección visual
(*) Estas operaciones se realizarán, según proceda, en el caso de que se haya optado por el tapado o
vaciado parcial de los captadores para prevenir el sobrecalentamiento.
Tabla 13-B. Sistema de acumulación.
Pliego de condiciones 124
Tabla 13-C. Sistema de intercambio.
CF: Control de funcionamiento.
Tabla 13-D. Circuito hidráulico.
CF: Control de funcionamiento.
IV: Inspección visual.
Pliego de condiciones 125
Tabla 13-E. Sistema eléctrico y de control.
CF: Control de funcionamiento.
Tabla 13-F. Sistema de energía auxiliar.
CF: Control de funcionamiento.
Nota: Para las instalaciones menores de 20 m2 se realizarán conjuntamente en la inspección
anual las labores del plan de mantenimiento que tienen una frecuencia de 6 y 12 meses.
No se incluyen los trabajos propios del mantenimiento del sistema auxiliar.
Pliego de condiciones 126
Dado que el sistema de energía auxiliar no forma parte del sistema de energía solar
propiamente dicho, sólo será necesario realizar actuaciones sobre las conexiones del
primero a este último, así como la verificación del funcionamiento combinado de ambos
sistemas. Se deja un mantenimiento más exhaustivo para la empresa instaladora del sistema
auxiliar.
c) Mantenimiento correctivo
Son operaciones realizadas como consecuencia de la detección de cualquier anomalía en el
funcionamiento de la instalación, en el plan de vigilancia o en el de mantenimiento
preventivo.
Incluye la visita a la instalación, en los mismos plazos máximos indicados en el apartado
de Garantías, cada vez que el usuario así lo requiera por avería grave de la instalación, así
como el análisis y elaboración del presupuesto de los trabajos y reposiciones necesarias
para el correcto funcionamiento de la misma.
Los costes económicos del mantenimiento correctivo, con el alcance indicado, forman
parte del precio anual del contrato de mantenimiento. Podrán no estar incluidas ni la mano
de obra, ni las reposiciones de equipos necesarias.
IX.3 Garantías
El suministrador garantizará la instalación durante un periodo mínimo de 3 años, para
todos los materiales utilizados y el procedimiento empleado en su montaje.
Sin perjuicio de cualquier posible reclamación a terceros, la instalación será reparada de
acuerdo con estas condiciones generales si ha sufrido una avería a causa de un defecto de
montaje o de cualquiera de los componentes, siempre que haya sido manipulada
correctamente de acuerdo con lo establecido en el manual de instrucciones.
Pliego de condiciones 127
La garantía se concede a favor del comprador de la instalación, lo que deberá justificarse
debidamente mediante el correspondiente certificado de garantía, con la fecha que se
acredite en la certificación de la instalación.
Si hubiera de interrumpirse la explotación del suministro debido a razones de las que es
responsable el suministrador, o a reparaciones que el suministrador haya de realizar para
cumplir las estipulaciones de la garantía, el plazo se prolongará por la duración total de
dichas interrupciones.
La garantía comprende la reparación o reposición, en su caso, de los componentes y las
piezas que pudieran resultar defectuosas, así como la mano de obra empleada en la
reparación o reposición durante el plazo de vigencia de la garantía.
Quedan expresamente incluidos todos los demás gastos, tales como tiempos de
desplazamiento, medios de transporte, amortización de vehículos y herramientas,
disponibilidad de otros medios y eventuales portes de recogida y devolución de los equipos
para su reparación en los talleres del fabricante.
Asimismo se deben incluir la mano de obra y materiales necesarios para efectuar los
ajustes y eventuales reglajes del funcionamiento de la instalación.
Si en un plazo razonable, el suministrador incumple las obligaciones derivadas de la
garantía, el comprador de la instalación podrá, previa notificación escrita, fijar una fecha
final para que dicho suministrador cumpla con las mismas. Si el suministrador no
cumple con sus obligaciones en dicho plazo último, el comprador de la instalación podrá,
por cuenta y riesgo del suministrador, realizar por sí mismo o contratar a un tercero para
realizar las oportunas reparaciones, sin perjuicio de la ejecución del aval prestado y de la
reclamación por daños y perjuicios en que hubiere incurrido el suministrador.
Pliego de condiciones 128
La garantía podrá anularse cuando la instalación haya sido reparada, modificada o
desmontada, aunque sólo sea en parte, por personas ajenas al suministrador o a los
servicios de asistencia técnica de los fabricantes no autorizados expresamente por el
suministrador.
Cuando el usuario detecte un defecto de funcionamiento en la instalación, lo comunicará
fehacientemente al suministrador. Cuando el suministrador considere que es un defecto de
fabricación de algún componente lo comunicará fehacientemente al fabricante.
El suministrador atenderá el aviso en un plazo de:
24 horas, si se interrumpe el suministro de agua caliente,
procurando establecer un servicio mínimo hasta el correcto
funcionamiento de ambos sistemas (solar y de apoyo).
48 horas, si la instalación solar no funciona.
una semana, si el fallo no afecta al funcionamiento.
Las averías de las instalaciones se repararán en su lugar de ubicación por el suministrador.
Si la avería de algún componente no pudiera ser reparada en el domicilio del usuario, el
componente deberá ser enviado el taller oficial designado por el fabricante por cuenta y a
cargo del suministrador.
El suministrador realizará las reparaciones o reposiciones de piezas a la mayor brevedad
posible una vez recibido el aviso de avería, pero no se responsabilizará de los perjuicios
causados por la demora en dichas reparaciones siempre que dicha demora sea inferior a 15
días naturales.
Pliego de condiciones 129
ANEXO X: TABLAS DE TEMPERATURAS Y
RADIACIÓN
Pliego de condiciones 130
Tablas de temperatura y radiación
Pliego de condiciones 131
Pliego de condiciones 132
Pliego de condiciones 133
Pliego de condiciones 134
Pliego de condiciones 135
Pliego de condiciones 136
Pliego de condiciones 137
Pliego de condiciones 138
Pliego de condiciones 139
Pliego de condiciones 140
ANEXO XI: MÉTODOS DE CÁLCULO
Pliego de condiciones 141
Métodos de cálculo
De entre los diversos métodos de cálculo existentes, se deberán elegir aquellos que procedan
de entidades de reconocida solvencia y estén suficientemente avalados por la experiencia
práctica.
Deberá adoptarse el método más adecuado a las características de la instalación solar. El
tamaño y complejidad de la misma será determinante para considerar un método simplificado
que no requiere gran nivel de detalle para la definición de las bases de cálculo, y que en
consecuencia sea relativamente fácil de usar, o bien un método más detallado en el que se
realice el estudio de un modelo de la instalación con todos sus componentes y se simule el
comportamiento energético de la misma con amplios detalles.
Como ejemplo de uno de dichos métodos de cálculo simplificado, se describirá a
continuación el de las curvas f (F-Chart), que permite realizar el cálculo de la cobertura de un
sistema solar, es decir, de su contribución a la aportación de calor total necesario para cubrir
las cargas térmicas, y de su rendimiento medio en un largo período de tiempo.
Ampliamente aceptado como un proceso de cálculo suficientemente exacto para largas
estimaciones, no ha de aplicarse para estimaciones de tipo semanal o diario.
Para desarrollarlo se utilizan datos mensuales medios meteorológicos, y es perfectamente
válido para determinar el rendimiento o factor de cobertura solar en instalaciones de
calentamiento, en todo tipo de edificios, mediante captadores solares planos.
Su aplicación sistemática consiste en identificar las variables adimensionales del sistema de
calentamiento solar y utilizar la simulación de funcionamiento mediante ordenador, para
dimensionar las correlaciones entre estas variables y el rendimiento medio del sistema para un
dilatado período de tiempo.
La ecuación utilizada en este método es:
f = 1,029 D1 – 0,065 D2 – 0,245 D12 + 0,0018 D2
2 + 0,0215 D1
3
Pliego de condiciones 142
La secuencia que suele seguirse en el cálculo es la siguiente:
1. Valoración de las cargas caloríficas para el calentamiento de agua destinada a la
producción de A.C.S. o calefacción.
2. Valoración de la radiación solar incidente en la superficie inclinada del captador o
captadores.
3. Cálculo del parámetro D1.
4. Cálculo del parámetro D2.
5. Determinación de la gráfica f.
6. Valoración de la cobertura solar mensual.
7. Valoración de la cobertura solar anual y formación de tablas.
Las cargas caloríficas determinan la cantidad de calor necesaria mensual para calentar el agua
destinada al consumo doméstico, calculándose mediante la siguiente expresión:
Qa = ce C N (tac – tr)
Donde:
Qa = Carga calorífica mensual de calentamiento de A.C.S. (J/mes)
Pliego de condiciones 143
ce = Calor especifico (para el agua 4187 J/(kg°C))
C = Consumo diario de A.C.S. (kg/día)
tac = Temperatura del agua caliente de acumulación (°C)
tr = Temperatura del agua de red (°C)
N = Número de días del mes
El parámetro D1 expresa la relación entre la energía absorbida por la placa del captador
plano y la carga calorífica total de calentamiento durante un mes:
D1 = Energía absorbida por el captador / Carga calorífica mensual
La energía absorbida por el captador viene dada por la siguiente expresión:
donde:
Sc = Superficie del captador (m2)
R1 = Radiación diaria media mensual incidente sobre la superficie de captación
por unidad de área (kJ/m2)
N = Número de días del mes
Fr´ (τα) = Factor adimensional, que viene dado por la siguiente expresión:
Fr´(τα) = Fr (τα)n [(τα) / (τα)n] (Fr´/ Fr)
Donde:
Fr (τα) n = Factor de eficiencia óptica del captador, es decir, ordenada en el origen de
la curva característica del captador.
(τα) / (τα)n = Modificador del ángulo de incidencia. En general se puede tomar
como constante: 0,96 (superficie transparente sencilla) o 0,94 (superficie transparente
doble).
Pliego de condiciones 144
1
Fr´/ Fr = Factor de corrección del conjunto captador-intercambiador. Se recomienda
tomar el valor de 0,95.
El parámetro D2 expresa la relación entre las pérdidas de energía en el captador, para una
determinada temperatura, y la carga calorífica de calentamiento durante un mes:
D2 = Energía perdida por el captador / Carga calorífica mensual
La energía perdida por el captador viene dada por la siguiente expresión:
Donde:
Sc = Superficie del captador (m2)
Fr´UL = Fr UL (Fr´/ Fr)
Donde:
Fr UL = Pendiente de la curva característica del captador (coeficiente global de
pérdidas del captador)
ta = Temperatura media mensual del ambiente durante las horas diurnas
Δ t = Periodo de tiempo considerado, en segundos (s)
K1 = Factor de corrección por almacenamiento, que se obtiene a partir de la
siguiente ecuación:
K 1= [kg acumulación / (75 Sc)]-0,25
37,5 < (kg acumulación) / (m2 captación) < 300
K2 = Factor de corrección, para A.C.S., que relaciona la temperatura mínima de
A.C.S., la del agua de red y la media mensual ambiente, dado por la siguiente
expresión:
K2 = (11,6 + 1,18 tac + 3,86 tr 2,32 ta) / (100 ta)
Pliego de condiciones 145
Donde:
tac = Temperatura mínima requerida del A.C.S.
tr = Temperatura del agua de red
ta = Temperatura media mensual del ambiente durante las horas diurnas
Una vez obtenido D1 y D2, aplicando la ecuación inicial se calcula la fracción de la carga
calorífica mensual aportada por el sistema de energía solar.
De esta forma, la energía útil captada cada mes, Qu, tiene el valor:
Qu = f Qa
donde:
Qa = Carga calorífica mensual de A.C.S.
Mediante igual proceso operativo que el desarrollado para un mes, se operará para todos los
meses del año. La relación entre la suma de las coberturas mensuales y la suma de las cargas
caloríficas, o necesidades mensuales de calor, determinará la cobertura anual del sistema:
Pliego de condiciones 146
Bibliografía
Beckman, W. A., Klein, S. A. y Duffie, J. A.: Proyecto de sistemas térmico-solares por el
método de las curvas-f. Editorial INDEX, 1982 (ATECYR: Asociación Técnica Española de
Climatización y Refrigeración).
Duffie, J. A. y Beckman, W. A: Solar Engineering of Thermal Processes. Editorial John
Wiley & Sons, 1980.
Pliego de condiciones 147
PLIEGO DE CONDICIONES
TÉCNICAS DE TORRES DE
REFRIGERACIÓN DE AGUA
Pliego de condiciones 148
1. Definición y características de los elementos
Torres de enfriamiento estará equipada con ventiladores centrífugos y motor trifásico:
Estará equipada con:
Conexión de entrada de agua
Conexión de salida de agua con filtro
Conexión de desagüe
Conexión de rebosadero
Puerta de inspección
Sección de ventilación con uno o más ventiladores
Motor eléctrico ventilado
Rejillas de aspiración de malla de acero galvanizado
Láminas evaporadoras de PVC en bloques
Colectores de distribución de agua
Separador de gotas
Bandeja de recogida de condensadores
2. Características generales
Todos los materiales, equipos y accesorios no tendrán en ninguna de sus partes
deformaciones, fisuras o señales de haber estado sometidos a malos tratos antes o durante la
instalación.
Vendrán completamente montadas, cableadas y probadas de fábrica. Los materiales
constitutivos del equipo serán resistentes a la acción agresiva del agua y del cloro u otros
Pliego de condiciones 149
desinfectantes, con la finalidad de evitar los fenómenos de corrosión. Se evitarán los
materiales que favorecen el desarrollo de las bacterias y los hongos.
Dispondrá de un sistema de separación de gotas de alta eficacia, de manera que el caudal de
agua arrastrado sea inferior al 0,05% del circulante. La envolvente será estanca.
Los aparatos deben estar diseñados y construidos de manera que funcionen con seguridad y
no presenten ningún peligro para las personas del entorno, incluso en caso de un uso
negligente que se pueda dar durante el normal funcionamiento.
Las propiedades mecánicas y físicas así como la composición química de los materiales
deben estar garantizadas por los fabricantes de los materiales respectivos.
Todos los componentes del circuito frigorífico deben estar diseñados y fabricados de manera
que sean estancos y soporten la presión de funcionamiento normal, parada y transporte,
teniendo en cuenta las tensiones térmicas, mecánicas y físicas que se puedan producir.
Las piezas móviles de la máquina estarán provistas de protectores, de acuerdo con las
normas UNE_EN ISO 12100-1, UNE_EN ISO 12100-2 y UNE_EN 294.
Los motores y ventiladores deben estar diseñados y construidos de manera que la emisividad
de ruido se mantenga en el nivel más bajo posible. Del mismo modo, las vibraciones
producidas por estos elementos deben ser lo menores posible. Estarán construidos de forma
que su aislamiento eléctrico no se vea afectado por el agua que pueda condensarse sobre
superficies frías o por los fluidos que puedan perder los contenedores, tubos, acoplamientos,
y partes análogas que forman el aparato.
Los aparatos preparados para uso exterior deben estar diseñados de modo que la nieve no
pueda entrar en el aparato hasta el punto que pueda resultar peligroso para las partes activas.
No se considerará suficiente la protección proporcionada por aislantes como barnices,
esmaltes, papel, algodón, capa de óxido sobre partes metálicas, perlitas aislantes o material
de relleno. No se debe utilizar amianto en la fabricación del aparato. Los aparatos deben
estar diseñados de modo que se evite el riesgo de incendio y deterioros mecánicos que
Pliego de condiciones 150
perjudiquen la seguridad o la protección contra choques eléctricos como resultado de un
funcionamiento anormal, o de una operación negligente. Un fallo en el caudal del fluido de
transmisión de calor o en el funcionamiento de todos los órganos de control no debe
comportar ningún riesgo de accidente.
Los circuitos electrónicos deben estar diseñados e instalados de modo que cualquier
situación peligrosa no convierta el aparato en un equipo inseguro respecto al choque
eléctrico, al peligro de incendio, a riesgos mecánicos o a un funcionamiento peligroso.
Las partes desmontables deben estar diseñadas o marcadas de modo que resulte difícil
colocarlas en una posición incorrecta durante el montaje.
El aparato debe estar construido y cerrado de modo que exista una protección suficiente
contra los contactos accidentales con las partes activas.
Los dispositivos de entrada y de sujeción de los cables deben estar debidamente redondeados
y aislados. En ningún caso los cables deben transmitir esfuerzos a la regleta de conexión. El
borne previsto exclusivamente para el conductor neutro se designará por la letra N. El borne
previsto exclusivamente para el conductor de tierra se designará con el símbolo
generalmente aceptado para el conductor de tierra. Estos símbolos no se situarán nunca sobre
los tornillos, arandelas extraíbles u otras partes que puedan ser retiradas cuando se conecten
los conductores.
Los aparatos destinados a estar conectados de forma permanente a la red eléctrica
incorporarán una indicación que se entenderá claramente que antes de cualquier
manipulación sobre el aparato, éste debe desconectarse de la alimentación.
En el interior de la torre se producirá la caída de agua para enfriar, en forma laminar por las
superficies de unas placas de plástico paralelas situadas verticalmente, separadas a distancias
uniformes. La base del cuerpo para la recogida del agua enfriada, será estanca y estará
situada por debajo de la entrada de aire. Esta base contiene la boquilla de salida de agua
enfriada, la de entrada con válvula de flotador para mantener el nivel, la de drenaje situada
Pliego de condiciones 151
en el fondo de la base y la del rebosadero, todas ellas sobre una bancada de acero
galvanizado en caliente. Llevará una placa con los siguientes datos:
Nombre del fabricante o marca comercial
Designación del modelo
Potencia frigorífica total útil
Potencia nominal absorbida en las condiciones normales
Características de la energía de alimentación
Tipo de refrigerante, según ISO 817 y carga inicial en fábrica.
Las torres tendrán su tensión eléctrica de funcionamiento adaptada a la del lugar de la
instalación.
Salto térmico nominal: 5ºC – 6ºC
Presión de entrada del agua: 0,2 – 0,6 bar
Grado de protección motor: ≥ IP- 54
Presión acústica máxima: ≤ 67 dB a 5 metros
3. Condiciones de suministro y almacenaje
Suministro: por unidades completamente montadas, con embalajes de madera.
El embalaje permitirá la identificación del producto.
El fabricante o distribuidor del aparato debe aportar la siguiente documentación:
Potencia frigorífica útil total para distintas condiciones de funcionamiento, incluso
con las potencias nominales absorbidas en cada caso
Coeficiente de eficiencia energética para distintas condiciones de funcionamiento
Pliego de condiciones 152
Límites extremos de funcionamiento admitidos
Tipos y características de la regulación de la capacidad
Clase y cantidad de refrigerante
Presiones máximas de trabajo en las líneas de alta y baja presión de refrigerante
Exigencias de la alimentación eléctrica y situación de la caja de conexión
Caudal del fluido de enfriamiento del condensador, pérdida de carga y otras
características del circuito
Exigencias y recomendaciones de instalación, espacios de mantenimiento, situación
y dimensiones de acometidas, etc.
Instrucciones de funcionamiento y mantenimiento
Dimensione máximas del equipo
Nivel máximo de potencia acústica ponderado a A Lwa en decibelios, determinado
según UNE 74-105
Pesos en transporte y en funcionamiento
Características de motores y ventiladores
Temperaturas máxima y mínima de condensación admisibles
Almacenamiento: en lugares protegidos de impactos.
Pliego de condiciones 153
PLIEGO DE CONDICIONES DE
MÁQUINAS DE ABSORCIÓN
Pliego de condiciones 154
1. Máquina de absorción
1.1. Alcance de suministro
Esta especificación establece las condiciones y requisitos mínimos relativos a la unidad de
referencia integrada.
1.2. Límites del suministro
1.2.1. Equipos mecánicos
La planta enfriadora de líquidos por absorción consistirá en un conjunto de absorbedor-
evaporador, un intercambiador de calor de la solución, tuberías de interconexión, soportes y
demás elementos. Se incluirá la carga inicial de bromuro de litio. Los circuitos del
evaporador, absorbedor y condensador se diseñarán para una presión de funcionamiento de
150 psig. El generador de vapor se diseñará para una presión de 15 psig. La presión de
diseño del generador de agua caliente será de 250 psig. El generador de agua caliente estará
timbrado a 1,5 veces la presión de trabajo de diseño.
Las bombas de la solución y de refrigeración serán del tipo hermético, sin sellos o sistemas
externos de sellado. La lubricación y la refrigeración de la bomba de la solución se realizarán
mediante la solución de bromuro de litio. La bomba refrigerante se lubricará y refrigerará
mediante el refrigerante.
Los motores de la bomba serán alimentados eléctricamente a una fuente trifásica de 60 Hz a
200-240 o 416-480 V, o de 50 Hz a 380-415 V, más o menos 10%. El intervalo de
inspección recomendado para los cojinetes es de seis años. El control de capacidad se
realizará mediante un sistema automático capaz de controlar el funcionamiento bajo todas las
condiciones de carga y temperaturas de agua de entrada en el condensador. El panel de
Pliego de condiciones 155
control incluirá un indicador de tiempo transcurrido, el transformador de voltaje de control
con salidas múltiples, los arrancadores de la bomba de la máquina, la protección trifásica por
sobrecarga compensada por temperatura ambiente, el interruptor general, la puerta del panel
con llave y las seguridades necesarias. El exterior del panel de control mostrará pilotos de
indicación que señalen el estado de funcionamiento de la máquina y de la purga.
Se suministrará el sistema de purga automático sin motor. Este sistema proporcionará una
acción de purga continua siempre que la unidad esté en funcionamiento y permitirá que los
gases no condensables se almacenen externamente a la unidad y no pueden introducirse en la
misma cuando ésta no se encuentre en funcionamiento. Todos los controles de la purga y del
evaporador, se encuentran en su propio interior, y no se requerirá alimentación eléctrica,
conexiones de aire de control de cambios de aceite para su funcionamiento.
1.2.2. Funcionamiento continuo
La unidad será capaz de un funcionamiento continuo en las condiciones de diseño y a todas
las temperaturas del agua de condensación hasta 7 ºC. Suprimiendo la necesidad de la
instalación hidráulica del control del agua de la torre de refrigeración y la calibración según
la aplicación normal del aire acondicionado.
No requerirá la utilización de válvula de by-pass de la torre de refrigeración.
No requerirá conexión de tubería y válvula de by-pass del condensador.
El haz tubular del generador será de diseño en U, asegurados únicamente en un extremo,
reduciendo el desgaste y las averías del mismo. La superficie de la carcasa del evaporador se
suministrará con aislamiento de fábrica.
La bomba de refrigerante, la carcasa y la instalación hidráulica se aislarán en la instalación.
Los cabezales del agua fría se aislarán en la instalación una vez finalizada la conexión de
tuberías. El recubrimiento y la pintura final se aplicarán según se especifica en otro apartado.
Pliego de condiciones 156
Las instrucciones de funcionamiento y mantenimiento serán suministradas por el fabricante
en una bolsa.
Documento 4:
Presupuesto
Presupuesto 2
Índice
1. Mediciones ......................................................................................................................... 3
1.1. Vivienda unifamiliar .................................................................................................... 3
1.2. Centro de mayores ..................................................................................................... 6
2. Cuadro de precios ............................................................................................................... 8
2.1. Vivienda unifamiliar .................................................................................................... 8
2.2. Centro de mayores ................................................................................................... 11
3. Mediciones y presupuesto ................................................................................................ 13
3.1. Vivienda unifamiliar .................................................................................................. 13
3.2. Centro de mayores ................................................................................................... 16
4. Resumen de presupuesto ................................................................................................. 18
4.1. Vivienda unifamiliar .................................................................................................. 18
4.2. Centro de Mayores ................................................................................................... 18
Presupuesto 3
1. Mediciones
1.1. Vivienda unifamiliar
Sistema de captación de la energía
Concepto
Características Unidades
Captador solar
Tipo tubo de vacío Marca VIESMANN VITOSOL 200 T de
superficie de absorción de 2,05 m2, con 20 tubos de vacío y
con una presión de servicio admisible de 6 bar.
1
Tanque de
almacenamiento
Tanque con serpentín interior, de acero vitrificado como
construcción interior y con protección interior de vitrificado
epoxídico, marca PROMASOL modelo CC/TA LFS de
5000 litros. Presión de trabajo de 8 bar, una temperatura
máxima del acumulador de 90º C y una presión y
temperatura máximas en el circuito de calentamiento de 25
bar y 200ºC.
3
Presupuesto 4
Máquina de absorción
Concepto
Características Unidades
Máquina de
absorción
Marca YAZAKI WFC-SC20 de potencia nominal 70,3 kW,
con un consumo de 260 W. Las condiciones de potencia de
suministro son de 380 V de trifásica a 50 Hz con una
intensidad de 0,92 A.
1
Torre de
refrigeración
Marca TEVA serie TV versión TVA, de capacidad frigorífica
187 kW, con un motor de potencia 1,1 kW, con capacidad de
caudal de aire de 4,75 m3/s.
1
Sistema de calentamiento
Concepto
Características Unidades
Caldera de
biomasa
Marca LASIAN MODELO BIO-SELECT PLUS, de
potencia nominal de 50 kW. Consumo desde 3,9 a 12,6
kg/h, con una capacidad de combustible de 750 litros/ 470
kg de pellets, y con una presión de trabajo máxima de 3
bar.
1
Recogida de
cenizas automática
Marca LASIAN
1
Limpieza caldera
automática
Marca LASIAN
1
Presupuesto 5
Elementos comunes de la instalación
Concepto Características Unidades
Conjunto de vaso de
expansión, intercambiadores,
válvulas, tuberías, bombas y
sistemas de regulación y
seguridad.
Sin determinar
1
Presupuesto 6
1.2. Centro de mayores
Sistema de captación de la energía
Concepto
Características Unidades
Captador solar
Tipo tubo de vacío Marca VIESMANN VITOSOL 200 T
de superficie de absorción de 2,05 m2, con 20 tubos de
vacío y con una presión de servicio admisible de 6 bar.
1
Tanque de
almacenamiento
Tanque con serpentín interior, de acero vitrificado como
construcción interior y con protección interior de
vitrificado epoxídico, marca PROMASOL modelo
CC/TA LFS de 5000 litros. Presión de trabajo de 8 bar, una
temperatura máxima del acumulador de 90º C y una
presión y temperatura máximas en el circuito de
calentamiento de 25 bar y 200ºC.
8
Máquina de absorción
Concepto
Características Unidades
Máquina de
absorción
Marca THERMAX serie COGENIE de potencia nominal 176
kW, con un consumo de 2,83 kVA. Las condiciones de
potencia de suministro son de 415 V ± 10% de c.a trifásica a
50 Hz
1
Torre de
refrigeración
Marca TEVA serie TV versión TVA, de capacidad frigorífica
187 kW, con un motor de potencia 1,1 kW, con capacidad de
caudal de aire de 4,75 m3/s.
1
Presupuesto 7
Sistema de calentamiento
Concepto
Características Unidades
Caldera de
biomasa
Marca LASIAN MODELO BIO-SELECT PLUS, de
potencia nominal de 180 kW. Consumo desde 13,4 a 46
kg/h, con una potencia eléctrica instalada de 3,5 kW, con
una temperatura máxima de trabajo de 85º C y con una
presión de trabajo máxima de 4 bar.
1
Recogida
automática de
cenizas
Marca LASIAN 1
Silo para interiores
para caldera de
biomasa
Marca LASIAN modelo 160/21, de capacidad 2,10 ton/
2,62 m3.
1
Elementos comunes de la instalación
Concepto Características Unidades
Conjunto de vaso de
expansión, intercambiadores,
válvulas, tuberías, bombas y
sistemas de regulación y
seguridad.
Sin determinar
1
Presupuesto 8
2. Cuadro de precios
2.1. Vivienda unifamiliar
Sistema de captación de la energía
Concepto
Características Precio(€)
Captador solar
Tipo tubo de vacío Marca VIESMANN VITOSOL 200 T de
superficie de absorción de 2,05 m2, con 20 tubos de vacío y
con una presión de servicio admisible de 6 bar.
1.402
Tanque de
almacenamiento
Tanque con serpentín interior, de acero vitrificado como
construcción interior y con protección interior de vitrificado
epoxídico, marca PROMASOL modelo CC/TA LFS de
5000 litros. Presión de trabajo de 8 bar, una temperatura
máxima del acumulador de 90º C y una presión y
temperatura máximas en el circuito de calentamiento de 25
bar y 200ºC.
13.241
Presupuesto 9
Máquina de absorción
Concepto
Características Precio(€)
Máquina de
absorción
Marca YAZAKI WFC-SC20 de potencia nominal 70,3 kW,
con un consumo de 260 W. Las condiciones de potencia de
suministro son de 380 V de trifásica a 50 Hz con una
intensidad de 0,92 A.
48.072
Torre de
refrigeración
Marca TEVA serie TV versión TVA, de capacidad frigorífica
187 kW, con un motor de potencia 1,1 kW, con capacidad de
caudal de aire de 4,75 m3/s.
5.325
Sistema de calentamiento
Concepto
Características Precio(€)
Caldera de
biomasa
Marca LASIAN MODELO BIO-SELECT PLUS, de
potencia nominal de 50 kW. Consumo desde 3,9 a 12,6
kg/h, con una capacidad de combustible de 750 litros/ 470
kg de pellets, y con una presión de trabajo máxima de 3
bar.
8.900
Recogida de
cenizas automática
Marca LASIAN
1.580
Limpieza caldera
automática
Marca LASIAN
1.250
Presupuesto 10
Elementos comunes de la instalación
Concepto Características Precio(€)
Conjunto de vaso de
expansión, intercambiadores,
válvulas, tuberías, bombas y
sistemas de regulación y
seguridad.
Sin determinar
52.500
Presupuesto 11
2.2. Centro de mayores
Sistema de captación de la energía
Concepto
Características Precio(€)
Captador solar
Tipo tubo de vacío Marca VIESMANN VITOSOL 200 T
de superficie de absorción de 2,05 m2, con 20 tubos de
vacío y con una presión de servicio admisible de 6 bar.
1.402
Tanque de
almacenamiento
Tanque con serpentín interior, de acero vitrificado como
construcción interior y con protección interior de vitrificado
epoxídico, marca PROMASOL modelo CC/TA LFS de
5000 litros. Presión de trabajo de 8 bar, una temperatura
máxima del acumulador de 90º C y una presión y
temperatura máximas en el circuito de calentamiento de 25
bar y 200ºC.
13.241
Máquina de absorción
Concepto
Características Precio(€)
Máquina de
absorción
Marca THERMAX serie COGENIE de potencia nominal 176
kW, con un consumo de 2,83 kVA. Las condiciones de
potencia de suministro son de 415 V ± 10% de c.a trifásica a
50 Hz
68.698
Torre de
refrigeración
Marca TEVA serie TV versión TVA, de capacidad frigorífica
187 kW, con un motor de potencia 1,1 kW, con capacidad de
caudal de aire de 4,75 m3/s.
10.575
Presupuesto 12
Sistema de calentamiento
Concepto
Características Precio(€)
Caldera de
biomasa
Marca LASIAN MODELO BIO-SELECT PLUS, de
potencia nominal de 180 kW. Consumo desde 13,4 a 46
kg/h, con una potencia eléctrica instalada de 3,5 kW, con
una temperatura máxima de trabajo de 85º C y con una
presión de trabajo máxima de 4 bar.
37.345
Recogida
automática de
cenizas
Marca LASIAN 2.675
Silo para interiores
para caldera de
biomasa
Marca LASIAN modelo 160/21, de capacidad 2,10 ton/
2,62 m3.
3.980
Elementos comunes de la instalación
Concepto Características Precio(€)
Conjunto de vaso de
expansión, intercambiadores,
válvulas, tuberías, bombas y
sistemas de regulación y
seguridad.
Sin determinar
72.424
Presupuesto 13
3. Mediciones y presupuesto
3.1. Vivienda unifamiliar
Sistema de captación de la energía
Concepto
Características Unidades Precio(€)
Captador solar
Tipo tubo de vacío Marca VIESMANN
VITOSOL 200 T de superficie de absorción de
2,05 m2, con 20 tubos de vacío y con una
presión de servicio admisible de 6 bar.
75
105.150
Tanque de
almacenamiento
Tanque con serpentín interior, de acero
vitrificado como construcción interior y con
protección interior de vitrificado epoxídico,
marca PROMASOL modelo CC/TA LFS de
5000 litros. Presión de trabajo de 8 bar, una
temperatura máxima del acumulador de 90º C y
una presión y temperatura máximas en el
circuito de calentamiento de 25 bar y 200ºC.
3
39.723
Presupuesto 14
Máquina de absorción
Concepto
Características Unidades Precio(€)
Máquina de
absorción
Marca YAZAKI WFC-SC20 de potencia nominal
70,3 kW, con un consumo de 260 W. Las
condiciones de potencia de suministro son de 380 V
de trifásica a 50 Hz con una intensidad de 0,92 A.
1
48.072
Torre de
refrigeración
Marca TEVA serie TV versión TVA, de capacidad
frigorífica 187 kW, con un motor de potencia 1,1
kW, con capacidad de caudal de aire de 4,75 m3/s.
1
5.325
Sistema de calentamiento
Concepto
Características Unidades Precio(€)
Caldera de
biomasa
Marca LASIAN MODELO BIO-SELECT PLUS,
de potencia nominal de 50 kW. Consumo desde
3,9 a 12,6 kg/h, con una capacidad de combustible
de 750 litros/ 470 kg de pellets, y con una presión
de trabajo máxima de 3 bar.
1
8.900
Recogida de
cenizas
automática
Marca LASIAN
1 1.580
Limpieza caldera
automática
Marca LASIAN
1 1.250
Presupuesto 15
Elementos comunes de la instalación
Concepto Características Unidades Precio(€)
Conjunto de vaso de
expansión,
intercambiadores, válvulas,
tuberías, bombas y sistemas
de regulación y seguridad.
Sin determinar
1
52.500
Total =262.500€
Presupuesto 16
3.2. Centro de mayores
Sistema de captación de la energía
Concepto
Características Unidades Precio(€)
Captador solar
Tipo tubo de vacío Marca VIESMANN
VITOSOL 200 T de superficie de absorción de
2,05 m2, con 20 tubos de vacío y con una
presión de servicio admisible de 6 bar.
267
374.334
Tanque de
almacenamiento
Tanque con serpentín interior, de acero
vitrificado como construcción interior y con
protección interior de vitrificado epoxídico,
marca PROMASOL modelo CC/TA LFS de
5000 litros. Presión de trabajo de 8 bar, una
temperatura máxima del acumulador de 90º C
y una presión y temperatura máximas en el
circuito de calentamiento de 25 bar y 200ºC.
8
105.928
Máquina de absorción
Concepto
Características Unidades Precio(€)
Máquina de
absorción
Marca THERMAX serie COGENIE de potencia
nominal 176 kW, con un consumo de 2,83 kVA. Las
condiciones de potencia de suministro son de 415 V
± 10% de c.a trifásica a 50 Hz
1
68.698
Torre de
refrigeración
Marca TEVA serie TV versión TVA, de capacidad
frigorífica 187 kW, con un motor de potencia 1,1
kW, con capacidad de caudal de aire de 4,75 m3/s.
1
10.575
Presupuesto 17
Sistema de calentamiento
Concepto
Características Unidades Precio(€)
Caldera de
biomasa
Marca LASIAN MODELO BIO-SELECT
PLUS, de potencia nominal de 180 kW.
Consumo desde 13,4 a 46 kg/h, con una
potencia eléctrica instalada de 3,5 kW, con una
temperatura máxima de trabajo de 85º C y con
una presión de trabajo máxima de 4 bar.
1
37.345
Recogida
automática de
cenizas
Marca LASIAN 1 2.675
Silo para
interiores para
caldera de
biomasa
Marca LASIAN modelo 160/21, de capacidad
2,10 ton/ 2,62 m3.
1 3.980
Elementos comunes de la instalación
Concepto Características Unidades Precio(€)
Conjunto de vaso de
expansión,
intercambiadores,
válvulas, tuberías, bombas
y sistemas de regulación y
seguridad.
Sin determinar
1
72.424
Total
=675.959 €
Presupuesto 18
4. Resumen de presupuesto
4.1. Vivienda unifamiliar
Sistema de captación de la energía……………………………………..144.873 Euros
Máquina de absorción……………………………………………………53.397Euros
Sistema de calentamiento………………………………………………..11.730 Euros
Elementos comunes a la instalación…………………………………..…52.500 Euros
Total presupuesto……………………………………………………. 262.500
Euros
4.2. Centro de Mayores
Sistema de captación de la energía………………………………..........480.262 Euros
Máquina de absorción…………………………………………………...79.273 Euros
Sistema de calentamiento………………………………………………..44.000 Euros
Elementos comunes a la instalación……………………………………..72.424 Euros
Total presupuesto ……………………………………………………675.959 Euros
Fdo. El ingeniero Elena Sáez Ródenas
Junio 2010
